IP 位址是網際網路通訊的基石，理解其結構、分類與尋址規則是網路工程師必修課。本文系統梳理 IPv4 核心知識體系。

一、IP 位址概念

32 位元二進制數，網際網路唯一標識。為便人類記憶，採用點分十進制：每 8 位轉為十進制，以點分隔。例：11010010 01001001 10001100 00000010 → 210.73.140.2。

二、分類定址

類別	首位模式	網路位元	主機位元	網路數	每網主機數	適用規模
A 類	0xxxxxxx	8 (首位固定 0，實際 7 位)	24	2^7-2=126	2^24-2≈1677 萬	超大型網路
B 類	10xxxxxx	16 (首兩位 10，實際 14 位)	16	2^14-2=16382	2^16-2=65534	中型網路
C 類	110xxxxx	24 (首三位 110，實際 21 位)	8	2^21-2≈209 萬	2^4-2=254	小型區域網路
D 類	1110xxxx	多點傳播 (224.0.0.0 - 239.255.255.255)
E 類	11110xxx	保留實驗 (240.0.0.0 - 255.255.255.255)

特殊位址：0.0.0.0 (本機/預設路由)、255.255.255.255 (本網廣播)、127.x.x.x (回送測試)、169.254.x.x (APIPA 自動配置)、224.0.0.0/4 (多點傳播)。

三、尋址規則

網路位址規則

• 全域唯一 (公網) / 私網內唯一 (RFC1918: 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, 192.168.0.0/16)。
• 首位元組不可為 127 (回送)、255 (廣播)、0 (本機)。

主機位址規則

• 同網段內唯一。
• 全 1 為廣播位址，全 0 為網路位址 (不可指派給主機)。

四、子網遮罩

32 位元遮罩，1 代表網路位，0 代表主機位。將 IP 與遮罩 AND 運算得網路位址。例：192.168.1.100 / 255.255.255.0 → 網路 192.168.1.0，主機 100。

子網劃分 (VLSM/CIDR)

借用主機位作子網位。例：192.168.1.0/24 劃分為 4 子網 → 借 2 位 → /26 (255.255.255.192)，每子網 62 主機。CIDR 無類別域間路由打破類別界限，彈性分配。

五、私有位址與 NAT

RFC1918 定義三段私網位址，配合 NAT (Network Address Translation) 實現內網多主機共用少量公網 IP 存取網際網路，緩解 IPv4 枯竭。

掌握 IP 位址結構、分類、子網劃分與特殊位址，是進行網路規劃、故障排除、安全策略制定的基礎技能。