1. IP地址
IP地址是网络层的逻辑地址，用于标识数据报的源地址和目标地址。在Internet中，一个IP地址可唯一性地标识出网络上的每个主机。目前主流的IPv4协议采用的IP地址长度为4个字节，即32bit。在书写时，通常用4段十进制数表示（称为点分形式）：每段由0~255的数字组成，段与段之间用小数点分隔。例如， 二进制形式的IP地址：10101100 10101000 00000000 00011001
点分形式的IP地址：172.168.0.25
IP地址由网络ID和主机ID两部分组成。网络ID（也称网络地址）具有唯一性，用来识别不同的网络；而主机ID（也称主机地址）用来区分同一网络上的不同主机，如工作站、服务器、路由器等。相同网络ID中的每个主机ID必须是唯一的。
2. IP地址的分类
IP地址可分为A、B、C、D、E五类，可分配使用的是前三类地址，如表5.2所示（其中，hhh表示主机ID）。
说明：
主机位全为1的地址表示该网络中的所有主机，即广播地址。
主机位全为0的地址表示该网络本身，即网络地址。
网络中分配给主机的地址不包括广播地址和网络地址。因此，网络中可用的IP地址数＝2n－2（n为IP地址中主机部分的位数）。
表5.2 IP地址的分类
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地址类型 |
地址范围 |
说明 |
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A类 |
001.hhh.hhh.hhh～127.hhh.hhh.hhh |
第一段是网络ID，其余三段是主机ID |
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B类 |
128.000.hhh.hhh～191.255.hhh.hhh |
前两段是网络ID，其余两段是主机ID |
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C类 |
192.000.000.hhh～223.255.255.hhh |
前三段是网络ID，最后一段是主机ID |
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D类 |
224.000.000.000～239.255.255.255 |
组播地址 |
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E类 |
240.000.000.000～255.255.255.255 |
研究用地址 |
(1) A类地址 001.hhh.hhh.hhh～127.hhh.hhh.hhh
A类地址用第一段数字表示网络ID，并规定最左位为“0”，即凡是以0开始的IP地址均属于A类网络。因此取值范围是00000001～01111111，即1～127。由于127.hhh.hhh.hhh属于保留地址，用于本地回送测试，所以A类地址可标识的网络数量为126个。
A类地址用后三段数字（24位）表示主机ID，所以每个A类网络中的主机数量最多为16777214（224-2）。可见，A类地址适用于大型网络。
(2) B类地址 128.000.hhh.hhh～191.255.hhh.hhh
B类地址用前面16位来表示网络ID，并规定最前面两位为“10”，即凡是以10开始的IP地址均属于B类网络。因此第一段数字的取值范围是10000000～10111111，十进制表示为128～191。
B类地址用后两段数字（16位）表示主机ID，所以每个B类网络中的主机数量最多为65534（216-2）。B类地址适用于中等大小的网络。
(3) C类地址 192.000.000.hhh～223.255.255.hhh
C类地址用前面24位来表示网络ID，并规定最前面三位为“110”，即凡是以110开始的IP地址均属于C类网络。因此第一段数字的取值范围是11000000～11011111，十进制表示为192～223。
C类地址用最后一段数字（8位）表示主机ID，所以每个C类网络中的主机数量最多为254（28-2）。C类地址通常用于校园网或企业局域网等小型网络。
(4) D类地址 224.000.000.000～239.255.255.255
D类地址也称为多播地址，用于多重广播，最前面四位为“1110”，即凡是以1110开始的IP地址均属于D类地址。因此第一段数字的取值范围是11100000～11101111，十进制表示为224～239。
(5) E类地址 240.000.000.000～255.255.255.255
E类地址是一个通常不用的实验性地址，保留作为以后使用。E类地址的最高位为“11110”，即凡是以11110开始的IP地址均属于E类地址。因此第一段数字的取值范围是11110000～11110111，十进制表示为240～247。
3. IP地址的分配与注册
Internet是世界上最大的一个公用网，只有唯一注册的IP地址才能被路由。在局域网内部可使用没有注册的IP地址，但是如果要将内部网连到Internet，则必须获得注册的IP地址，才能访问Internet以及被其他用户通过Internet所访问。
IP地址的分配原则如下：
(1) 可分配给网络或主机的IP地址只有A、B、C三类，可用的IP地址空间见表5.3。
(2) 网络ID不能全0，也不能全1（255）。全0表示没有网络，全1用于子网掩码。
(3) 主机ID全为1表示该网络的广播地址，全为0表示该网络的网络ID，因此分配给主机的IP地址数为2n－2（n为主机ID的位数）。例如，在C类网络中，202.33.209.0就是该网络的网络ID，路由器就是根据此地址转发数据，反过来，向网络上的所有设备发送的广播地址是202.33.209.255。
(4) 表5.4列出的地址段为保留的“私有”IP地址，仅用于内部专网，即Internet上的路由器不会向这些地址转发数据。其中，192.168.0.0－192.168.255.255通常用于小型局域网。
表5.3 可分配的IP地址空间
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地址类型 |
第一段数字 |
网络个数 |
每个网络的主机数 |
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A类 |
1～127 |
126（127.hhh.hhh.hhh保留） |
16777214（224-2） |
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B类 |
128～191 |
16384（214） |
65534（216-2） |
|
C类 |
192～223 |
2097152（221） |
254（28-2） |
表5.4 私有IP地址
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地址类型 |
私有IP地址范围 |
网络个数 |
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A类 |
10.0.0.0～10.255.255.255 |
1 |
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B类 |
172.16.0.0～172.31.255.255 |
16 |
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C类 |
192.168.0.0～192.168.255.255 |
256 |
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