详解IPv4地址

随着VPN和SSH服务的 公开热卖，觉得还是有必要从零开始了解下相关技术，网络上很多这类知识是胡乱转载的，故将自己的理解做下笔记，感谢党、感谢国家、感谢维基百科...
TCP/IP协议（传输控制协议/网际协议）是一簇网络通信协议，是目前Internet中的核心技术。其中最有名的是TCP协议和IP协议（IPv4已接近功能上限，IPv6将逐步取代。）
TCP/IP协议对OSI/ISO模型进行了适当简化，通常分4层，即应用层（HTTP、FTP、DNS）、传输层（TCP、UDP）、网络互连层IP协议、ICMP）、网络接口层（以太网、Wi-Fi）。其中网络互连层最重要的协议是IP协议（IP协议只能寻址到主机，剩下的由传输层完成）。

一、IP地址概念：

每台连接在Internet上的主机(Host) 都有一个长度32位(bit)、分为4段，每段8位的地址（IPv4）。根据“点分十进制表示法”每段数字范围为0～255，段与段之间用句点隔开。

二、IP地址组成

一个IP地址主要由两部分组成：一部分是用于地址该地址所从属的网络地址；另一部分用于指明该网络上某个特定主机的主机地址。

三、IP的分类

根据网络地址的不同，IP地址可分为A、B、C、D、E5类。常用的是B和C两类。
同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络地址，网络上任意一个主机（包括网络上工作站，服务器和路由器等）都有一个主机地址与其对应。
网络地址的位数直接决定了可以分配的网络数（计算方法：2^网络地址位数）；主机地址的位数则决定了网络中最大的主机数（计算方法：2^主机地址位数-2）。

四、特殊IP地址：

1. “0”地址：TCP/IP协议规定，全为“0”的网络地址被解析为“本网络”，用于本网内通信，一般不分配给主机
2. 回送地址：TCP/IP协议规定，A类网络地址中的01111111（127）是保留地址，用户软件回路测试（如127.0.0.1），一般不分配给主机。
3. 网络地址：全为“0”的主机地址（即主机位置都为off），所代表的是一个网段，不分配给主机。
4. 广播地址：全为“1”的主机地址（255），指同是向该网所有主机发送报文。
5. 有限广播地址：全为“1”的IP地址（255.255.255.255），仅用于在本网广播。

五、A类IP地址

1）一个A类IP地址由1字节（8位）的网络地址和3字节（24位）主机地址组成。
2）TCP/IP 协议规定：A类网络地址的第一位必须为"0"，且由于存在“0”地址和“回送地址”，所以A类网络地址第一个地址为00000001(1)，而不是 00000000(0)，最后一个地址是01111110(126)，而不是01111111(127)。故A类网络地址为：1~126（十进制），可提 供的网络数为：2^7-2（0地址及回送地址除外）=126个。
3）A类IP地址的主机地址是24位，但合法主机地址就是介于网络地址和广播地址之间（1~254），每个网络允许有：2的24次方-2=16777216台主机，所以主机地址为：(0~255.0~255.1~254)
4）A类IP地址范围：1.0.0.1-126.255.255.254
5）A类私有IP地址：10.0.0.0--10.255.255.254 (10.0.0.0/8)

六、B类IP地址

1）一个B类IP地址由2字节（16位）的网络地址和2字节（16位）的主机地址组成。
2）TCP/IP 协议规定：B类网络地址的前两位取值必须为"10"，所以B类网络地址第一个地址为10000000 00000000 (128.0)，最后一个地址是10111111 11111111（191。255）。故B类网络地址为：128.0~191.255。（十进制），可提供的网络数为：2^14=16384个。
3）B类IP地址的主机地址是16位，但合法主机地址就是介于网络地址和广播地址之间（1~254），每个网络允许有：2的16次方-2=16777216台主机，所以主机地址为：(0~255.1~254)
4）B类IP地址范围：128.0.0.1-191.255.255.254
5）B类私有IP地址：172.16.0.0--172.31.255.254 (172.16.0.0/12)

七、C类IP地址

1）一个C类IP地址由3字节（24位）的网络地址和1字节（8位）的主机地址组成。
2）TCP/IP 协议规定：B类网络地址的前三位取值必须为"110"，所以B类网络地址第一个地址为11000000 00000000 00000000 (192.0.0)，最后一个地址是11011111 11111111 11111111（223.255.255）。故B类网络地址为：192.0.0~223.255.255（十进制），可提供的网络数 为：2^24=2097152个。
3）C类IP地址的主机地址是8位，但合法主机地址就是介于网络地址和广播地址之间（1~254），每个网络允许有：2的8次方-2=254台主机，所以主机地址为：(1~254)
4）C类IP地址范围：192.0.0.1-223.255.255.254
5）C类私有IP地址：192.168.0.0--192.168.255.254 (192.168.0.0/16)

八、总结：

1. IP地址由网络地址和主机地址组成，根据网络地址不同被分为A、B、C、D、E共5类。
2. A类网络地址为1~126，B类网络地址为128~191，C类网络地址为192~223，
3.主机地址均为1~254，因为网络地址及广播地址除外。
4.私有地址：10.0.0.0–10.255.255.254（A）、172.16.0.0–172.31.255.254（B）、192.168.0.0--192.168.255.254（C）