IP地址的分类与寻址

IP地址：有一种标识符，被TCP/IP协议簇的IP层用来标识 连接到因特网的设备。
IP协议的第4版IPv4地址是32位地址，是连接地址，定义了每一个连接到因特网上的设备（可以认为是主机的别名），而不是主机或路由器的地址，因为如果设备移动到另一个网络，IP地址可能会改变。
地址空间：b位，地址空间2^b，即主机数。
标记法：二进制标记法，点分十进制标记法，十六进制标记法。
为了IPv4地址简洁易读，采用十进制标记法来书写，并用十进制点来分隔这些字节。
每个字节8位，因此点分十进制表示法每个数据在0和255之间。
地址层次结构：前缀+后缀；
前缀可以是固定长度，也可以是变长的；
IPv4网络标识符最早被设计为定长前缀，即分类寻址，后被废止；
变长的网络前缀被称为无类寻址；

分类寻址设计三种前缀，8、16、24。整个地址空间分为五类（ABCDE）
A类，网络前缀长度8位，第一位固定为0，因此只能使用7位做网络标识符，即2的7次幂，理论上128个网络可以拥有A类地址，首字节大小0~127，但网络前缀除固定位的其他位全0或全1为保留地址，所以可用的只有1~126；
B类，网络前缀长度16位，前两位固定为10，网络标识符2的14次幂，首字节大小128~191
C类，网络前缀长度24位，前三位固定为110，网络标识符2的21次幂，首字节大小192~223
D类，多播地址，不分前后缀，前四位固定1110；
E类，预留地址，不分前后缀，前四位固定1111；

            （所谓的私有地址就是在互联网上不使用，而被用在局域网络中的地址）。
A类地址：网络地址全0的IP地址是保留地址意思为“本网络”；而网络号为127（即01111111）保留作为本机软件回路测试之用：127.0.0.0~127.255.255.255
　　　　  网络ID为10.0.0.0的地址10.0.0.0~10.255.255.255为私有地址。

B类地址：169.254.0.0到169.254.255.255是保留地址。如果你的IP地址是自动获取IP地址，而你在网络上又没有找到可用的DHCP服务器，这时你将会从

　　　　  169.254.0.1到　169.254.255.254中临时获得一个IP地址。
　　　　  172.16.0.0到172.31.255.255是私有地址。

C类地址：192.168.0.0到192.168.255.255是私有地址。

为解决地址耗尽问题，提出子网化和超网化
子网化：A类或B类的大地址被分为几个子网，每个子网有一个比原网络更大的网络前缀长度。
　　　　 A类网络被二次分配四个子网，那么每个子网有10个前缀，第9第10位，是0或1，正好4种。
超网化：C类地址（256个地址，即每个网络主机个数少）组合成一个较大的网络

问题：

子网化：大组织不愿意将未使用的地址分割给小组织；
超网化：分组路由更加困难。

分类寻址有很多问题被废止，但有一个优势：
给一个地址，容易找到地址所属的类，不需要额外信息来提取前后缀；

地址耗尽长期解决办法：IPv6；短期解决办法：IPv4无类寻址；

IPv4的无类寻址：
前缀可变，0~32，网络大小与前缀长度成反比。
一个A类地址一旦确定，其前8位就确定了，故可以看做是前缀长度为8的无类寻址。
同理，B类地址可以看做是前缀长度为16的无类寻址。
前缀长度的确定：
1.斜杠标记法或无类域间路由或CIDR策略
字节.字节.字节.字节/n //其中n为前缀长度，表征网络长度，32-n表征地址空间，即可容纳的主机数
地址数量：N = 2的32-n次幂；
首地址：前缀n不变，后缀32-n全为0；
末地址：前缀n不变，后缀32-n全为1。
2.地址掩码
掩码为255.255.0.0，则网络号：前16位.0.0；广播地址：前16位。1.1。

IP地址分两部分： 网络ID+主机ID
比如192.168.1.100/24这个IP地址，掩码为：255.255.255.0
所以它的网络ID是：192.168.1.0 而主机ID为：0.0.0.100
而192.168.1.0是不能作为主机IP用的，它代表192.168.1.0这个子网，这个子网可用IP范围是
192.168.1.1-192.168.1.254 一头一尾都不能用。192.168.1.0代表网络ID，而192.168.1.255是广播地址。