IP 地址 🉑 分为哪几类 ?

IP 地址就是给互联网上的每一台主机（或路由器）的每一个接口分配一个在全世界范围内是唯一的 32 位的标识符。IP 地址的结构使我们可以在互联网上很方便地进行寻址。IP 地址现在由互联网名字和数字分配机构 ICANN（Internet Corporation for Assigned Names and Numbers）进行分配 💨。

分类就是将 IP 地址划分为若干个固定类，每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中第一个字段是网络号（net-id），它标志主机（或路由器）所连接到的网络。一个网络号在整个互联网范围内必须是唯一的。第二个字段是主机号（host-id），它标志该主机（或路由器）。一台主机号在它前面的网络号所指明的网络范围内必须是唯一的。所以，一个IP地址在整个互联网范围内 🌎 是唯一的 💨。

  • ✅ A 类、B 类和 C 类地址的网络号字段（在图中这个字段是灰色的）分别为1个、2个和3个字节长，而在网络号字段的最前面有 1～3 位的类别位，其数值分别规定为 0 ，10 和 110 代表 🅰 类 🅱 类地址。

  • ✅ A 类、B 类和 C 类地址的主机号字段分别为 3 个、2 个和 1 个字节长。

IP 地址并不仅仅指明一台主机，而是还指明了主机所连接到的网络。

💡 为了提高可读性，我们常常把 32 位的 IP 地址中的每 8 位插入一个空格（但在机器中并没有这样的空格）。为了便于书写，可用其等效的十进制数字表示，并且在这些数字之间加上一个点。

常用的三种类别的 IP 地址 🔻

📗 A 类地址的网络号字段占 1 个字节，只有 7 位可供使用（该字段的第一位已固定为 0 ），所以可指派的网络号是 126 个（即 2 7 – 2 2^7 – 2 27–2 ）。

解释一下减 2 的原因（去掉第一个和最后一个）：

  • 1️⃣ 第一，IP 地址中的全 0 表示 “这个（this）”。网络号字段为全 0 的 IP 地址是个保留地址，意思是 “本网络” ；
  • 2️⃣ 第二，网络号为127（即01111111）保留作为本地软件环回测试（loopbacktest）本主机的进程之间的通信之用。若主机发送一个目的地址为环回地址（例如127.0.0.1）的IP数据报，则本主机中的协议软件就处理数据报中的数据，而不会把数据报发送到任何网络。

◼ A 类地址的主机号占 3 个字节（24位），因此每一个 A 类网络中的最大主机数是 224 – 2 ，即16777214。

这里减 2 的原因是（同样也是去头去尾）：

  • 1️⃣ 全 0 的主机号字段表示该IP地址是 “本主机” 所连接到的单个网络地址（例如，一主机的IP地址为5.6.7.8，则该主机所在的网络地址就是5.0.0.0），
  • 2️⃣ 而全 1 表示“所有的（all）”，因此全 1 的主机号字段表示该网络上的所有主机。

IP 地址空间共有 232（即4294967296）个地址。整个A类地址空间共有 231 个地址，占整个IP地址空间的50％。

📘 B 类地址的网络号字段有 2 个字节，但前面两位（ 10 10 10）已经固定了，只剩下 14 位可以进行分配。

◼ 但实际上 B 类网络地址 128.0.0.0 是不指派的，而可以指派的 B 类最小网络地址是 128.1.0.0 。因此B类地址可指派的网络数为 214−1 ，即 16383。

◼ B 类地址的每一个网络上的最大主机数是 216–2，即 65534 。这里需要减 2 是因为要扣除全 0 和全 1 的主机号。整个 B 类地址空间共约有 230 个地址，占整个 IP 地址空间的 25％。

📙 C 类地址有 3 个字节的网络号字段，最前面的 3 位是 （ 110 ） （110） （110），还有 21 位可以进行分配。

◼ C 类网络地址 192.0.0.0 也是不指派的，可以指派的 C 类最小网络地址 192.0.1.0，因此 C 类地址可指派的网络总数是 221−1 ，即 2097151 。

◼ 每一个 C 类地址的最大主机数是28–2，即 254 。整个 C 类地址空间共约有 229 个地址，占整个 IP 地址的 12.5％。