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IP地址定义
IP是网络中每台设备的唯一标识符，用于识别和定位计算机、服务器、路由器等设备，以便它们能够在网络上进行通信。
IPv4是由32位比特位构成，计算机也是以二进制的方式处理该地址。而人更喜欢用点分十进制表示一个IPv4地址。
2 的 32 次方是 4,294,967,296。IPv4地址的绝对数量也只有这么多。
网络标识和主机标识
IP地址中，一部分比特位用来标识数据链路层不同段的唯一性（标识不同子网），称为网络标识。一部分比特位用来标识同一子网的不同主机，称为主机标识。
子网掩码
子网掩码是一个32位的数值，用于划分IPv4地址中的网络部分和主机部分。它帮助确定一个IP地址中的哪一部分是网络标识，哪一部分是主机标识。
子网掩码前半部分位连续的1，后半部分为连续的0。子网掩码的32位比特位中有多少个一表示IP地址前多少位表示网络标识。
子网掩码有两种标识形式，一种是IP地址和子网掩码用两行表示
另一种是在IP地址后面追加网络标识的位数，用/分隔
IPv4地址的分类
A类地址
| 范围：0.0.0.0 - 127.255.255.255 |
| 默认子网掩码：255.0.0.0（即/8） |
| 网络标识：前8位（第一个八位组） |
| 主机标识：后24位 |
| 可用网络数：2^7 = 128（去除0和127后的有效网络数为126） |
| 每个网络的可用主机数：2^24 - 2 = 16,777,214 |
| 用途：A类地址用于大型网络，如跨国企业或互联网服务提供商（ISP）。 |
B类地址
| 范围：128.0.0.0 - 191.255.255.255 |
| 默认子网掩码：255.255.0.0（即/16） |
| 网络标识：前16位（前两个八位组） |
| 主机标识：后16位 |
| 可用网络数：2^14 = 16,384（去除128和191后的有效网络数为16,384） |
| 每个网络的可用主机数：2^16 - 2 = 65,534 |
| 用途：B类地址适用于中型网络，如大型企业或大学校园网络。 |
C类地址
| 范围：192.0.0.0 - 223.255.255.255 |
| 默认子网掩码：255.255.255.0（即/24） |
| 网络标识：前24位（前三个八位组） |
| 主机标识：后8位 |
| 可用网络数：2^21 = 2,097,152（去除192和223后的有效网络数为2,097,152） |
| 每个网络的可用主机数：2^8 - 2 = 254 |
| 用途：C类地址用于小型网络，如家庭网络或小型企业网络。 |
D类地址
| 范围：224.0.0.0 - 239.255.255.255 |
| 用途：D类地址专门用于多播（Multicast），即将数据包发送给一组特定的设备，而不是单个设备。D类地址不分网络标识和主机标识，因此没有子网掩码。 |
| 用途：多播应用，例如视频会议、在线直播等，使用D类地址来将数据传输到多个目的地。 |
E类地址
| 范围：240.0.0.0 - 255.255.255.255 |
| 用途：E类地址保留用于实验和研究目的，供未来技术的研究和开发，不用于常规的网络通信。 |
子网掩码是对该分类更细力度的划分。
全局地址和私有地址
全局地址和私有地址也可以称为公网IP和私有IP
私有IP范围如下
在私有IP范围之外都是公网IP
私有IP的数量为17,891,328。在搭建网络时，一个配有公网IP的路由器在该子网中最多可以为17,891,328台主机分配地址。也就是说一个有公网IP的机器可以用私有ip搭建子网。
这样的网络搭建方案可以极大缓解IPv4地址不足问题。在我们平常生活场景中接触到的基本都是私有IP。一般都是由当地运营商配有公网IP的路由器为我们的手机，笔记本电脑，家用路由器等入网设备分配一个临时的私有IP，该私有IP用来标识该路由器构建的子网中主机的唯一性。
私有IP是可以被重复使用的，所以私有IP在全网中没有唯一性。这就是为什么不同子网的主机不能通信的原因。