一、 IP地址概念
IP地址是一個32位的二進制數，它由網絡ID和主機ID兩部份組成，用來在網絡中唯一的標識的一臺計算機。網絡ID用來標識計算機所處的網段；主 機ID用來標識計算機在網段中的位置。IP地址通常用4組3位十進制數表示，中間用“.”分隔。比如，192.168.0.1。
補充（IPv6）：前面所講的32位IP地址稱之爲IPv4，隨着信息技術的發展，IPv4可用IP地址數目已經不能滿足人們日常的需要，據權威機 構預測到2010年要充分應用信息技術，每個人至少需要10個IP地址，比如：計算機、筆記本、手機和智能化冰箱等。爲了解決該問題開發了IPv6規 範，IPv6用128位表示IP地址，其表示爲8組4位16進制數，中間爲“：”分隔。比 如，AB32:33ea:89dc:cc47:abcd:ef12:abcd:ef12。
二、IP地址分類
爲了方便IP尋址將IP地址劃分爲A、B、C、D和E五類，每類IP地址對各個IP地址中用來表示網絡ID和主機ID的位數作了明確的規定。當主機ID的位數確定之後，一個網絡中是多能夠包含的計算機數目也就確定，用戶可根據企業需要靈活選擇一類IP地址構建網絡結構。
A類
A類地址用IP地址前8位表示網絡ID，用IP地址後24位表示主機ID。A類地址用來表示網絡ID的第一位必須以0開始，其他7位可以是任意值， 當其他7位全爲0是網絡ID最小，即爲0；當其他7位全爲1時網絡ID最大，即爲127。網絡ID不能爲0，它有特殊的用途，用來表示所有網段，所以網絡 ID最小爲1；網絡ID也不能爲127；127用來作爲網絡迴路測試用。所以A類網絡網絡ID的有效範圍是1-126共126個網絡，每個網絡可以包含 224-2臺主機。
B類
B類地址用IP地址前16位表示網絡ID，用IP地址後16位表示主機ID。B類地址用來表示網絡ID的前兩位必須以10開始，其他14位可以是任 意值，當其他14位全爲0是網絡ID最小，即爲128；當其他14位全爲1時網絡ID最大，第一個字節數最大，即爲191。B類IP地址第一個字節的有效 範圍爲128－191，共16384個B類網絡；每個B類網絡可以包含216-2臺主機（即65534臺主機）。
C類
C類地址用IP地址前24位表示網絡ID，用IP地址後8位表示主機ID。C類地址用來表示網絡ID的前三位必須以110開始，其他22位可以是任 意值，當其他22位全爲0是網絡ID最小，IP地址的第一個字節爲192；當其他22位全爲1時網絡ID最大，第一個字節數最大，即爲223。C類IP地 址第一個字節的有效範圍爲192－223，共2097152個C類網絡；每個C類網絡可以包含28-2臺主機（即254臺主機）。
D類
D類地址用來多播使用，沒有網絡ID和主機ID之分，D類IP地址的第一個字節前四位必須以1110開始，其他28位可以是任何值，則D類IP地址的有效範圍爲224.0.0.0到239.255.255.255。
E類
E類地址保留實驗用，沒有網絡ID和主機ID之分，E類IP地址的第一字節前四位必須以1111開始，其它28位可以是任何值，則E類IP地址的有效範圍爲240.0.0.0至255.255.255.254。其中255.255.255.2555表示廣播地址。
在實際應用中，只有A、B和C三類IP地址能夠直接分配給主機，D類和E類不能直接分配給計算機。
三、 網絡ID、主機ID和子網掩碼
網絡ID用來表示計算機屬於哪一個網絡，網絡ID相同的計算機不需要通過路由器連接就能夠直接通信，我們把網絡ID相同的計算機組成一個網絡稱之爲本地網絡（網段）；網絡ID不相同的計算機之間通信必須通過路由器連接，我們把網絡ID不相同的計算機稱之爲遠程計算機。
當爲一臺計算機分配IP地址後，該計算機的IP地址哪部份表示網絡ID，哪部份表示主機ID，並不由IP地址所屬的類來確定，而是由子網掩碼確定。子網確定一個IP地址屬於哪一個子網。
子網掩碼的格式是以連續的255後面跟連續的0表示，其中連續的255這部份表示網絡ID；連續0部份表示主機ID。比如，子網掩碼255.255.0.0和255.255.255.0。
根據子網掩碼的格式可以發現，子網掩碼有0.0.0.0、255.0.0.0、255.255.0.0、255.255.255.0和 255.255.255.255共五種。採用這種格式的子網掩碼每個網絡中主機的數目相差至少爲256倍，不利於靈活根據企業需要分配IP地址。比如，一 個企業有2000臺計算機，用戶要麼爲其分配子網掩爲255.255.0.0，那麼該網絡可包含65534臺計算機，將造成63534個IP地址的浪費； 要麼用戶爲其分配8個255.255.255.0網絡，那麼必須用路由器連接這個8個網絡，造成網絡管理和維護的負擔。
網絡ID是IP地址與子網掩碼進行與運算獲得，即將IP地址中表示主機ID的部份全部變爲0，表示網絡ID的部份保持不變，則網絡ID的格式與IP地址相同都是32位的二進制數；主機ID就是表示主機ID的部份。
例1：IP地址：192.168.23.35 子網掩碼：255.255.0.0
網絡ID:192.168.0.0 主機ID:23.35
例2：IP地址:192.168.23.35 子網掩碼：255.255.255.0
網絡ID:192.168.23.0 主機ID:35
四、子網和CIDR
將常規的子網掩碼轉換爲二進制，將發現子網掩格式爲連續的二進制1跟連續0，其中子網掩碼中爲1的部份表示網絡ID，子網掩中爲0的表示主機ID。比如255.255.0.0轉換爲二進制爲11111111 11111111 00000000 00000000。
在前面所舉的例子中爲什麼不用連續的1部份表示網絡ID，連續的0部份表示主機ID呢？答案是肯定的，採用這種方案的IP尋址技術稱之爲無類域間路 由（CIDR）。CIDR技術用子網掩碼中連續的1部份表示網絡ID，連續的0部份表示主機ID。比如，網絡中包含2000臺計算機，只需要用11位表示 主機ID，用21位表網絡ID，則子網掩碼錶示爲11111111.11111111.11100000.00000000，轉換爲十進制則爲 255.255.224.0。此時，該網絡將包含2046臺計算機，既不會造成IP地址的浪費，也不會利用路由器連接網絡，增加額外的管理維護量。
CIDR表示方法：IP地址/網絡ID的位數，比如192.168.23.35/21，其中用21位表示網絡ID。
例1：192.168.23.35/21
子網掩碼：11111111 11111111 11111000 00000000則爲255.255.248.0
網絡ID：192.168.00010111.0（其中第三個字節紅色部分表示網絡ID，其他表示主機ID，網絡ID是表示網絡ID部份保持不變主機ID全部變爲0）則網絡ID爲192.168.16.0
起始IP地址：192.168.16.1（主機ID不能全爲0，全爲0表示網絡ID最後一位爲1）
結束IP地址：192.168.00010111.11111110（主機ID不能全爲1，全爲1表示本地廣播）則結束IP地址爲：192.168.23.254。
例2：將163.135.0.0劃分爲16個子網，計算前兩個子網的網絡ID、子網掩碼、起止IP地址。
第1步：用CIDR表示163.135.0.0/20，則子網掩碼爲255.255.240（11110000）.0。
第2步：第一網絡ID（子網掩碼與IP地址與運算）：163.135.0.0
第一個IP地址：163.135.0.1 結束IP地址：163.135.15.254；
第3步：第二網絡ID：163.135.16.0
第一個IP地址：163.135.16.1 結束IP地址：163.135.31.254。
五、子網掩碼和網絡ID的快速計算方法
CIDR的子網掩碼都是連續的1跟連接的0表示，則子網掩碼有以下幾種表示方法：
0000 0000 0
1000 0000 128
1100 0000 128＋64＝192
1110 0000 128＋64＋32＝224
1111 0000 255－15＝240
1111 1000 255－7＝248
1111 1100 255－3＝252
1111 1110 255－1＝254
1111 1111 255
大家都知道11111111的十進制數爲255，那麼我們怎麼來快速計算子網掩碼呢？二進制的1=1，11=3，111＝7，1111=15；那麼 1111 1110=255-1，1111 1100=255-3，1111 1000=255-8，1111 0000=255-15這樣是不是就很快呢？只要我們一旦確定子網掩碼中有多少位表示網絡ID，那麼我們馬上就可以寫出子網掩碼了。那麼，對於1000 0000，1100 0000和1110 0000 我們又該怎麼計算呢？27=8則1000 0000=128，1100 0000=128+64，1110 0000=128+64+32，所以我們不需要去記住每一個爲多少，只需要做做簡單的加減法就搞定子網掩碼的計算。
網絡ID的結果大家都知道網絡ID部份不變，主機ID部分全部變爲0，那麼在計算網絡ID時，首先看子網掩碼中有多少位用來表示網絡，相應在將IP 地址轉換爲二進制時就只轉換前面幾位，比如192.168.176.15/19，網絡ID一共19位，則網絡ID前兩個字節爲192.168.X.0發生 變化的爲第三個字節。那麼怎樣快速計算出這個變化的X的值呢？我們知道第三字節只有三位表示網絡ID，轉換時176>128，第1位爲 1,176－128＝48＜64，第2位爲0,48＞32第3位爲1，剩下的計算就沒有意義了，全都要轉換爲0，則網絡ID爲10100000，則網絡 ID爲192.168.160.0，這樣計算反而出錯的可能性很小。
六、 本地和遠程網絡概念
網絡ID相同的計算機稱之爲本地網絡，本地網絡中的計算機相互通信不需要路由器連接；網絡ID不相同的計算機稱之爲遠程網絡，遠程網絡中的計算機要相互通信必須通過路由器連接。
例1：192.168.10.14/28，192.168.10.15/28，192.168.10.16/28，192.168.10.31/28哪些是合法IP，哪些是非法IP地址？
主機ID全爲0和主機ID全爲1的爲非法IP地址：192.168.10.15/28、192.158.10.16/28、192.168.10.31/28都是非法IP地址。
例2：192.168.10.14/28，192.168.10.15/28，192.168.10.16/28哪個不是同一網段？
網絡ID相同的就屬於同一網段，則192.168.10.16/28不屬於同一網段。
七、子網數和主機數的計算方法
例：172.168.34.56/20，一共劃分爲了多少個子網，各子網可以包含多少臺主機。
172.168.34.56是一個B類地址，B類地址用16位表示網絡ID，題目中20位表示網絡ID，則子網位數爲4位，那麼子網就有24次個（即從0000、0001到1111的16種變化）。
由於IP地址是32位，用20位表示網絡ID，則主機ID的位數爲12位，則每個子網可以包含212－2個IP地址，即可以包含4096個IP地址。
注意：爲什麼計算IP地址時要減2，而計算子網數目時不減2呢？IP地址減2的原因是主機ID不能全爲0也不能全爲1；子網就不存在這個問題。
八、 公共IP和私有IP地址
IP地址由IANA（Internet地址分配機構）管理和分配，任何一個IP地址要能夠在Internet上使用就必須由IANA分配，IANA 分配的能夠在Internet上正常使用的IP地址稱之爲公共IP地址；IANA保留了一部份IP地址沒有分配給任何機構和個人，這部份IP地址不能在 Internet上使用，此類IP地址就稱之爲私有IP地址。爲什麼私有IP地址不能在Internet上使用呢？因爲Internet上沒有私有IP地 址的路由。私有IP地址範圍包括：
A類：10.0.0.0/8
B類：172.16.0.0/12 即172.16.0.1-172.31.255.254共16個B類網絡
C類：192.168.0.0/16即192.168.0.1-192.168.255.254共256個C類網絡