IP地址分类、子网掩码、私有地址区别

摘要：

A类、B类、C类实际上是地址块的概念，所谓申请一个C类地址，指的是申请一个C类地址块。

C类地址块里的具体某个IP地址属于这个C类地址块，当然，也属于C类地址类。

子网掩码指的是划分子网，比如把整个IP地址划分为A类、B类、C类的数200多万个地址块。标识每个子网块。

子网掩码分为标准的子网掩码（划分A、B、C类的子网掩码）以及可变长的子网掩码VLSM，VLSM可对大的A类、B类、C类地址块再进行划分更小的子网。VLSM和CIDR本质上都属于灵活的可以根据主机数来决定网络前缀位数

CIDR：无类别域间路由（Classless Inter-Domain Routing、CIDR）是一个用于给用户分配IP地址以及在互联网上有效地路由IP数据包的对IP地址进行归类的方法。

• 指定任意长度的前缀的可变长子网掩码技术。遵从CIDR规则的地址有一个后缀说明前缀的位数，例如：192.168.0.0/16。这使得对日益缺乏的IPv4地址的使用更加有效。（把大地址块再分成小地址块来分子网和路由）
• 将多个连续的前缀聚合成超网，以及，在互联网中，只要有可能，就显示为一个聚合的网络，因此在总体上可以减少路由表的表项数目。聚合使得互联网的路由表不用分为多级，并通过VLSM逆转“划分子网”的过程。（把连续小地址快聚合成大地址块子网和路由）
• 根据机构的实际需要和短期预期需要而不是分类网络中所限定的过大或过小的地址块来管理IP地址的分配的过程。
• CIDR需要路由协议支持，如：RIPV2，OSPF，EIGRP和BGP。

一、IP地址分类：

       最初设计互联网络时，为了便于寻址以及层次化构造网络，每个IP地址包括两个标识码（ID），即网络ID和主机ID。同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络ID，网络上的一个主机（包括网络上工作站，服务器和路由器等）有一个主机ID与其对应。Internet委员会定义了5种IP地址类型以适合不同容量的网络，即A类~E类。

       

其中A、B、C3类（如下表格）由InternetNIC在全球范围内统一分配，D、E类为特殊地址。

类别	最大网络数	IP地址范围	最大主机数	私有IP地址范围
A	126（2^7-2)	0.0.0.0-127.255.255.255	16777214	10.0.0.0-10.255.255.255
B	16384(2^14)	128.0.0.0-191.255.255.255	65534	172.16.0.0-172.31.255.255
C	2097152(2^21)	192.0.0.0-223.255.255.255	254	192.168.0.0-192.168.255.255

A类IP地址

一个A类IP地址是指， 在IP地址的四段号码中，第一段号码为网络号码，剩下的三段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话，A类IP地址就由1字节的 网络地址和3字节 主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”。A类IP地址中网络的标识长度为8位， 主机标识的长度为24位，A类 网络地址数量较少，有126个网络，每个网络可以容纳 主机数达1600多万台。

A类IP地址 地址范围1.0.0.0到127.255.255.255 [1]   （二进制表示为：00000001 00000000 00000000 00000000 - 01111110 11111111 11111111 11111111）。最后一个是广播地址。

A类IP地址的 子网掩码为255.0.0.0，每个网络支持的最大 主机数为256的3次方-2=16777214台。

[2]  

B类IP地址

一个B类IP地址是指，在IP地址的四段号码中，前两段号码为网络号码。如果用 二进制表示IP地址的话，B类IP地址就由2字节的 网络地址和2字节 主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”。B类IP地址中网络的标识长度为16位， 主机标识的长度为16位，B类 网络地址适用于中等规模的网络，有16384个网络，每个网络所能容纳的计算机数为6万多台。

B类IP地址地址范围128.0.0.0-191.255.255.255 [3]    （二进制表示为：10000000 00000000 00000000 00000000----10111111 11111111 11111111 11111111）。 最后一个是广播地址。

B类IP地址的子网掩码为255.255.0.0，每个网络支持的最大主机数为256的2次方-2=65534台。

C类IP地址

一个C类IP地址是指，在IP地址的四段号码中，前三段号码为网络号码，剩下的一段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话，C类IP地址就由3字节的 网络地址和1字节 主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”。C类IP地址中网络的标识长度为24位，主机标识的长度为8位，C类 网络地址数量较多，有209万余个网络。适用于小规模的 局域网络，每个网络最多只能包含254台计算机。

C类IP地址范围192.0.0.0-223.255.255.255 [3]    （二进制表示为: 11000000 00000000 00000000 00000000 - 11011111 11111111 11111111 11111111）。

C类IP地址的子网掩码为255.255.255.0，每个网络支持的最大主机数为256-2=254台

D类IP地址

D类IP地址在历史上被叫做 多播地址(multicast address)，即 组播地址。在 以太网中，多播地址命名了一组应该在这个网络中应用接收到一个分组的站点。多播地址的最高位必须是“1110”，范围从224.0.0.0到239.255.255.255。

特殊的网址

1. 每一个字节都为0的地址（“0.0.0.0”）对应于当前 主机；
2. IP地址中的每一个字节都为1的IP地址（“255．255．255．255”）是当前子网的 广播地址；
3. IP地址中凡是以“11110”开头的 E类IP地址都保留用于将来和实验使用。
4. IP地址中不能以十进制“127”作为开头，该类地址中数字127．0．0．1到127．255．255．255用于回路测试，如： 127.0.0.1可以代表本机IP地址，用“http://127.0.0.1”就可以测试本机中配置的Web服务器。
5. 网络ID的第一个8位组也不能全置为“0”，全“0”表示本地网络。

二、私有IP地址范围

        私有IP地址是一段保留的IP地址。只使用在局域网中，无法在Internet上使用。是为了解决IPv4地址不够用的问题，这类地址配合NAT可以缓解IPV4地址紧张的问题。

三、子网掩码

        用于划分网络范围，在同一个子网内的可以不通过路由器来交换信息。可用于局域网内私有地址，来划分局域网不同的子网。也可用于公共IP网的A、B、C类地址，用于对一组IP地址，划分不同的子网。

子网掩码的作用就是和IP地址与运算后得出网络地址，子网掩码也是32bit，并且是一串1后跟随一串0组成，其中1表示在IP地址中的网络号对应的位数，而0表示在IP地址中主机对应的位数。

1）标准子网掩码

     A类网络（1 - 126） 缺省子网掩码：255·0·0·0

    255·0·0·0 换算成二进制为 11111111·00000000·00000000·00000000

    可以清楚地看出前8位是网络地址，后24位是主机地址，也就是说，如果用的是标准子网掩码，看第一段地址即可看出是不是同一网络的。如 21.0.0.0.1和21.240.230.1，第一段为21属于A类，如果用的是默认的子网掩码，那这两个地址就是一个网段的。

    B类网络（128 - 191） 缺省子网掩码：255·255·0·0

    C类网络（192 - 223） 缺省子网掩码：255·255·255·0

    B类、C类分析同上。

2） 特殊的子网掩码

    标准子网掩码出现的都是255和0的组合，在实际的应用中还有下面的子网掩码

    255·128·0·0

    255·192·0·0

    。。。。。。

    255·255·192·0

    255·255·240·0

    。。。。。。

    255·255·255·248

    255·255·255·252

   这些子网掩码又是什么意思呢？这些子网掩码的出现是为了把一个网络划分成多个网络。

2） C类网络划分举例

划分子网时，随着子网地址借用主机位数的增多，子网的数目随之增加，而每个子网中的可用主机数逐渐减少。以C类网络为例，原有8位主机位，2的8次方即256个 主机地址，默认 子网掩码255.255.255.0。借用1位 主机位，产生2个子网，每个子网有126个主机地址；借用2位主机位，产生4个子网，每个子网有62个主机地址……每个网中，第一个IP地址（即主机部分全部为0的IP）和最后一个IP（即主机部分全部为1的IP）不能分配给主机使用，所以每个子网的可用IP地址数为总IP地址数量减2；根据子网ID借用的主机位数，我们可以计算出划分的子网数、 掩码、每个子网主机数，列表如下：

① 划分子网数 ② 子网位数 ③子网掩码（二进制） ④ 子网掩码（十进制） ⑤ 每个子网主机数

① 1～2 ② 1 ③ 11111111.11111111.11111111.10000000 ④ 255.255.255.128 ⑤ 126

① 3～4 ② 2 ③ 11111111.11111111.11111111.11000000 ④ 255.255.255.192 ⑤ 62

① 5～8 ② 3 ③ 11111111.11111111.11111111.11100000 ④ 255.255.255.224 ⑤ 30

① 9～16 ② 4 ③ 11111111.11111111.11111111.11110000 ④ 255.255.255.240 ⑤ 14

① 17～32 ② 5 ③ 11111111.11111111.11111111.11111000 ④ 255.255.255.248 ⑤ 6

① 33～64 ② 6 ③ 11111111.11111111.11111111.11111100 ④ 255.255.255.252 ⑤ 2