IPv4
IPv4地址是给因特网上的每一个主机或路由器接口分配一个32bit的标识。它的编址方法先后经历了分类编址
划分子网无分类编址三个历史阶段。为了便于阅读、记录等IPv4采用点分十进制方便用户使用。
分类编址方法
分类编址方法采用两级结构的IPv4地址，一个IP地址由网络号和主机号两部分组成。网络号用于标识各接口所连接的网络，同一个网络中，不同主机或路由器接口的网络号必须一致表示属于一个网络；主机号用于标识主机或路由器的接口，同一个网络中不同接口的主机号必须不同。
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分类
地址类别 网络号 主机号 数量及其占比 A 0+7bit，共8bit 24bit \(\frac{2^{32-1}}{2^{32}}=\frac{1}{2}\) B 10+14bit，共计16bit 16bit \(\frac{2^{32-2}}{2^{32}}=\frac{1}{4}\) C 110+21bit，共计24bit 8bit \(\frac{2^{32-3}}{2^{32}}=\frac{1}{8}\) D 1110多播地址 \(\frac{2^{32-4}}{2^{32}}=\frac{1}{16}\) E 1111保留地址 \(\frac{2^{32-4}}{2^{32}}=\frac{1}{16}\) A、B、C类地址都是单播地址，只有单播地址才能分配给路由器或主机的各接口。
主机号全0的地址表示该网路地址，不能分配给各接口。可以作为源地址，不可以作为目的地址，表示本网路中的某台主机。
主机号全1的地址表示该网络的广播地址，不能分配给各接口。可以作为目的地址不能作为源地址。
A类的地址的127网段表示本地环回测试地址。127.0.0.1-127.255.255.254可以作为源地址和目的地址
255.255.255.255不能作为源地址可以作为目的地址，只能在本网络内广播。
- 0.0.0.0可以作为源地址，不能作为目的地址，表示本网络上的主机
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分类编址不够灵活而且容易造成大量地址的浪费，如下图：
网络 A 中共有 65534 台主机，一个路由器接口，共需要65535个地址，但是一个B类网络可分配给各接口的地址共有 \(2^{16}-2=65534\) 个，只能选用一个A类网络
网络 B中共有 254 台主机，一个路由器接口，共需要255个地址，但是一个B类网络可分配给各接口的地址共有 \(2^8-2=254\) 个，只能选用一个B类网络
划分子网的编址方法
如果能够从分类编址的主机号部分借用一些比特作为子网号，那么可供分配的网络号就会增加，同时能够灵活对规模不同的网络分配地址。
划分子网的网络编址方法采用3级结构，分别是网络号、子网号、主机号
子网掩码用来获取从主机号部分借用的用于编码子网号的比特数
例如C类地址218.75.230.0，使用子网掩码255.255.255.128对其进行划分，划分出的子网数量\(2^1=2\)，每个子网可分配的地址数量\(2^{8-1}-2=126\)，（减2是去掉主机号全0的网络地址和全1的地址广播地址）
无分类编址方法
划分子网的编址方法一定程度上解决了网络地址灵活分配的问题，但是IPv4地址数量有限的问题并没有得到缓解。数量巨大的C类网络由于每个网络包含的地址数量太小没有得到充分利用。为了缓解IPv4地址资源紧张，由此出现了无分类域间路由选择CIDR。
这种编址方法使用两级结构进行编址，分别是网络前缀和主机号，网络前缀是不定长的。用地址掩码获取网络前缀的bit数。例如128.14.35.7地址掩码255.255.240.0，网络前缀共有20bit，主机号12bit，使用CIDR的斜线计法表示为128.14.35.7/20
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CIDR可以将多个前缀相同的、连续的多个无分类IPv4地址组成一个新的CIDR地址块，只要知道地址块中的任何一个地址就能知道该地址块中的全部地址。例如128.14.35.7/20，网络前缀20bit，主机号12bit
128.14.35.7/20 即128.14.0010 0011. 0000 0111
最小地址128.14.32.0 128.14.0010 0000.0000 0000
最大地址128.14.47.255 128.14.0010 1111. 1111 1111
地址数量\(2^{32-20}\)
聚合C类网络的数量 \(2^{32-20} / 2^8=16\)
地址掩码 255.255.240.0 255.255.1111 0000. 0000 0000
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使用CIDR地址块可以更加有效地分配地址空间，还是分类编址中的例子
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路由聚合（构造超网）:路由器转发时候找最长前缀匹配，但是不恰当的聚合，可能引入路由器并未连接的网络，例如在下图中假设路由器R1并未连接127.1.5.0/25网络，而此时进行路由聚合就可能会导致路由错误。
参考资料
