IPv4地址详解：概念、分类与结构

"计算机网络课件：1_6_2 IPv4地址的概念与分类.pptx" 计算机网络是信息技术的核心组成部分，而IP地址是网络层通信的关键元素。在计算机网络中，每个设备都需要一个独特的标识来区分它与其他设备。IPv4地址就是这样的标识，它是互联网协议（TCP/IP）中用于识别网络上设备的32位二进制地址。 IPv4地址由两部分组成：网络号（netID）和主机号（hostID）。这种分层结构允许IP地址在不同规模的网络中进行有效分配。网络号标识了设备所在的网络，而主机号则区分了同一网络内的不同设备。IP地址通常以点分十进制的形式表示，例如128.11.3.31，便于人类阅读和理解。 IPv4地址有多种分类，主要分为A、B、C三类，每类地址的网络号和主机号长度不同，以满足不同规模网络的需求。A类地址的网络号占用了前8位，主机号则有24位。由于第一位固定为0，实际可用的网络号有126个（不包括全0和全1的情况），每个网络能容纳的最大主机数为2^24 - 2（因为全0和全1的主机号被保留）。A类地址的范围是从1.0.0.0到127.255.255.255，其中10.x.x.x范围被保留为私有地址，不用于公网。 B类地址的网络号占16位，主机号占16位。B类地址的网络号前两位固定为10，共有16384个可用的网络号，每个网络可容纳65534个主机。其范围是128.0.0.0到191.255.255.255。C类地址的网络号占24位，主机号占8位，有2097152个可用网络，每个网络最多有254个主机。C类地址的范围是192.0.0.0到223.255.255.255。 除了这些标准分类，还有D类和E类地址。D类地址用于多播，其网络号前四位固定为1110，不分配给单个主机。E类地址保留用于未来扩展或实验，其网络号前五位为11110。 在实际应用中，IP地址的管理还需要考虑到子网划分和CIDR（无类别域间路由）技术，以更有效地利用有限的IP地址资源。子网划分通过借用主机号的一部分作为子网号，可以创建更多小规模的网络。CIDR则通过合并连续的IP地址块，提高了路由效率。 IPv4地址是互联网设备相互识别的基础，它的分类和管理对于网络的运行至关重要。然而，随着互联网的发展，IPv4地址已接近枯竭，因此现在正逐渐转向使用更大地址空间的IPv6协议。