IP地址
在根據TCP/IP協議進行通信時，要用IP地址來標識主機或路由器。在IPv4中，IP地址是一個32位的整數。所以最多可以表示的數字IP地址是：2^32（大約是43億）。
IP地址由網絡號和主機號兩部分來標識。處於不同網段內的主機必須有不同的網絡標識。而處於同一網段內的主機的網絡號表示相同，但主機號標識必須不同。所以，在某網段內新增一台主機后，該主機的網絡號與該網段的網絡號相同，但是主機號不能與該網段里的其他主機的主機號相同。
通過合理設置網絡號和主機號，就可以保證在相互連接的網絡中，每台主機的IP地址都是唯一的。
有一種DHCP技術，可以自動為網段內新增結點主機分配IP地址。一般的路由器都帶有DHCP功能，因此路由器可以看做一個DHCP服務器。
通過將IP地址划分為網絡號和主機號來標識，可以有如下特點：
（1）IP地址管理機構在分配IP地址時只分配網絡號。剩下的主機號由得到該網絡號的單位自行分配，這樣就方便了管理就夠的管理；
（2）路由器在尋找目的主機的IP地址時，只需找到目的主機所在的局域網，再在該局域網內尋找目的主機。
（3）具有不同網絡號的局域網必須有路由器進行連接，所以路由器總是有兩個或兩個以上網絡號不同的IP地址
那么該如何划分網絡號和主機號呢？
IP地址分類
IP地址可以分為五類：A~E類。各類別的網絡號和主機號分別對應如下：
各類地址的表示范圍是：
A類：0.0.0.0~127.255.255.255
B類：128.0.0.0~191.255.255.255
C類：192.0.0.0~223.255.255.255
D類：224.0.0.0~239.255.255.255
E類：240.0.0.0~247.255.255.255
A類地址的網絡號占1個字節，只有7位可以使用。可以指派的A類網絡號為126（2^7-2）個。A類IP地址中網絡字段全0表示的是“本網絡（A類網絡）”的意思，不用於分配給具體的主機。IP地址中網絡號全1表示的是本地環回地址，用於測試本主機的進程之間的通信，即網絡號為127的IP地址。A類地址的主機號占3個字節，所以一個A類網絡中可以連接的最大主機數為：2^24-2。主機號全0表示該主機連接的單個網絡地址（某個A類網絡），主機號全1表示該網絡中的所有主機。
B類地址的網絡號占2個字節，只有14位可以使用。可以指派的B類網絡號為2^14-1（128.0.0.0）不用，最小的網絡號為：128.1.0.0。每一個B類網路可以連接的最大主機數為：2^16-2=65534。（扣除主機號全0和全1的IP地址）。
C類地址的網絡號占3個字節，只有21位可以使用。可以指派的C類網絡號為2^21（192.0.0.0不用），最小的網絡號為：192.0.1.0。每一個C類主機可以連接的最大主機數為：2^8-2=254（扣除主機號為全0和全1的IP地址）。
在上述的分類中，存在以下問題：
（1）IP地址空間的利用率降低：一個B類網絡中最多可以表示的IP地址為65534個，而某些種類網絡由於鏈路的特點能夠連接的結點個數有限，所以就會造成大量的IP地址浪費；由於C類網絡能連接的結點個數有限。所以，單位會申請B類網絡，但一般又用不了這么多的IP地址，所以會造成IP地址的浪費。同理，A類網絡的IP地址也會造成大量的浪費；
（2）如果給每一個物理網絡都分配一個網絡號，就會導致路由表過大。此時就會造成路由表的管理成本增加，同時查詢的效率也會增加。
（3）當一個單位申請了一個網絡號。他想將該網絡能表示的IP地址再分給它下屬的幾個小單位時。如果在申請新的網絡就會造成浪費。
為了解決上述的問題，引入子網划分的概念。
子網划分和子網掩碼
子網划分
子網划分實際是在將原A類，B類，C類網絡中的主機號的部分作為子網號，將原來的ABC類網絡細化的過程，將原來的一個網絡分為多個網絡，但是在對外表現上，還是表現為原來的一個網絡。
所以，此時，IP地址組成為：網絡號+子網號+主機號。
在數據進行通信的過程中，首先根據目的IP地址找到目標主機所在的網絡（路由器），再根據目的IP地址的子網號找到目標主機所在的子網，最后找到目標主機。
比如，一個B類IP地址為：192.168.0.0。先將該網絡划分多個子網，假定子網號占用了8位。由於原B類網絡中主機號一共占用了16位，子網絡拿走8位之后，一個子網中的主機號所占的位數就變成了8位。假定其中一個子網為192.168.5.0。在數據通信時，目的主機為該子網中的IP地址為192.168.5.8的主機。因此，在數據傳輸過程中，首先會根據目的IP地址找到該主機所在的網絡192.168.0.0（其實是找到該網絡上的路由器），再通過IP地址找到目的主機所在的子網192.168.5.0。最后在該子網內找到目的主機。
此時，可以將網絡號和子網號統一為網絡標識。
子網掩碼
當數據報到達目的主機所在網絡的路由器時，如何將它轉發到子網上呢？
為了使目的主機所在網路的路由器能夠很方便的找到目的子網，引入“子網掩碼”的概念。子網掩碼也是一個32位的整數，它是由一串1和一串0構成，1對應於目的主機所在的網絡號和子網號，0對應於目的主機所在的主機號。對於沒有划分子網的網絡號，也有子網掩碼，此時子網掩碼中的1對應於網絡號，0對應於主機號。將網絡號和子網號統稱為網絡號后，子網掩碼中的1就對應於網絡號，0對應於主機號。
將目的主機的IP地址與子網掩碼進行按位與操作，便可以確定目的主機所在的網絡號。
如下圖：
此時，將目的主機IP與子網掩碼按位與之后得到就是該目的主機所在的網絡地址IP。在本例中，該子網的主機IP的表示范圍是：145.13.3.0~145.13.3.255。能夠連接的主機個數為254台（去除主機號為全0和全1的IP地址）。
上述中，子網掩碼與主機IP按位與之后得到網絡地址，然后主機號由全0到全1即表示該子網的地址范圍。
子網掩碼除了上述的表示方法外，還有一種表示方法：在每個IP地址之后追加網絡地址的位數。如上例中：
145.13.3.10/24。表示的是IP地址為145.13.3.10的主機IP，子網掩碼的高24位為全1。因此網絡地址的高24位與該IP地址相同即145.13.3.0。
所以，在路由表中既要有目的網絡地址，也要有該網絡的子網掩碼。才能判斷目的IP是否與目的網絡地址對應。
特殊的IP地址
與上述的ABC類相同，主機號為全0的表示“該網絡”，主機號為全1的表示“所有主機”即廣播地址。127.開頭的為本機環回測試，一般為127.0.0.1。
CIDR
由於A類的所能派發的網絡號有限，而C類網絡能連接的主機個數有相對較少，所以一般的單位在申請網絡時，都會申請B類網絡，這就導致了B類網絡的嚴重缺乏。
所以，開始放棄IP地址的分類，采用任意長度分割IP地址的網絡標識和主機標識，它與ABC類的划分沒有任何關系。稱為CIDR。它可以不受IP地址分類的限制，自由進行分配。
此時的IP地址可以表示為：網絡號+主機號（這個網絡號可以是任意長度的）。
當申請到一個任意長度的網絡號之后，也可以在網絡內進行子網划分。所以對於任一個子網也對應一個子網掩碼。使用方法與上述相同。
CIDR更有效的利用了當前的IPv4地址，同時也減輕了路由器的負擔。它可以將多個連續C類地址合並為一個網絡（和你寶貴的個數以2,4,8，...呈現）。例如：將兩個C類網絡：192.168.224.0和192.168.225.0合並為一個網絡。此時合並后的網絡中可以連接的主機數增加到2^9-2=510台。在未合並之前，需要在路由表中占用兩行來表示兩個C類網絡，合並后只需用一行就可以表示。
轉自
https://blog.csdn.net/sandmm112/article/details/80554053