IPv4 地址 32 位、點分十進制、五大類別、特殊用途、子網掩碼、CIDR 無分類路由——這些基礎知識是網絡工程師、運維、開發、安全人員的必修課。本文系統梳理分類邏輯、保留地址、私有地址、子網劃分算法、VLSM/CIDR 聚合原理，並附帶實用速查表與計算技巧。

一、有類別網絡 (Classful Addressing) — 歷史遺產但必須懂

類別	首位元模式	首個八位組十進制範圍	默認掩碼	網絡位/主機位	可用網絡數	每網最大主機數	典型用途
A 類	0xxxxxxx	1 ~ 126	/8 (255.0.0.0)	8/24	126 (2^7-2)	16,777,214 (2^24-2)	超大型網絡 (早期分配給大機構)
B 類	10xxxxxx	128 ~ 191	/16 (255.255.0.0)	16/16	16,384 (2^14)	65,534 (2^16-2)	中型網絡 (大學、大企業)
C 類	110xxxxx	192 ~ 223	/24 (255.255.255.0)	24/8	2,097,152 (2^21)	254 (2^8-2)	小型網絡 (小企業、家庭)
D 類	1110xxxx	224 ~ 239	無 (多播)	—	—	—	IP 多播 (IGMP/PIM、串流、路由協議)
E 類	1111xxxx	240 ~ 255	保留	—	—	—	實驗/未來用途 (255.255.255.255 除外)

注意： 127.x.x.x 為環回地址 (Loopback)，不屬於 A 類可用範圍；0.x.x.x 表示「本網絡」，不可作為來源/目的地址。

二、特殊用途 IPv4 地址彙總

地址/塊	用途	RFC/說明
0.0.0.0/8	「本網絡」/默認路由來源	RFC 1122
10.0.0.0/8	私有地址 (A 類)	RFC 1918
100.64.0.0/10	CGNAT 共享地址空間 (ISP 內部)	RFC 6598
127.0.0.0/8	環回	RFC 1122
169.254.0.0/16	鏈路本地 (APIPA/鏈路本地 IPv4)	RFC 3927
172.16.0.0/12	私有地址 (B 類塊)	RFC 1918
192.0.0.0/24	IETF 協議保留	RFC 6890
192.0.2.0/24	文檔/測試 (TEST-NET-1)	RFC 5737
192.88.99.0/24	6to4 中繼任播	RFC 3068
192.168.0.0/16	私有地址 (C 類塊)	RFC 1918
198.18.0.0/15	基準測試	RFC 2544
198.51.100.0/24	文檔/測試 (TEST-NET-2)	RFC 5737
203.0.113.0/24	文檔/測試 (TEST-NET-3)	RFC 5737
224.0.0.0/4	多播 (D 類)	RFC 1112
240.0.0.0/4	保留/未來用途 (E 類)	RFC 1112
255.255.255.255/32	受限廣播	RFC 919

三、私有地址空間 (RFC 1918) — 內網建設核心

• 10.0.0.0/8 : 1 個 /8，16,777,214 主機 — 超大型企業/多站點/多 VLAN 分層。
• 172.16.0.0/12 : 16 個 /16 (172.16~172.31)，每個 65,534 主機 — 中大型企業、分支機構互聯。
• 192.168.0.0/16 : 256 個 /24 (192.168.0~255)，每個 254 主機 — 中小企業、家庭、實驗室、Docker/K8s 默認網段。

最佳實踐： 避免使用 192.168.0.0/24、192.168.1.0/24、192.168.100.0/24 等極高衝突網段；採用 10.x.x.x 或 172.16~31.x.x 並按「站點/樓層/功能」規劃 VLSM 子網。

四、子網劃分與 VLSM (Variable Length Subnet Mask)

核心公式

• 借用主機位 n 比特作子網位 → 產生 2^n 個子網 (現代設備全開啟 ip subnet-zero，全用)。
• 每子網可用主機數 = 2^(剩餘主機位) - 2 (扣除網絡地址、廣播地址)。
• /31 (255.255.255.254) : 僅 2 地址，RFC 3021 規定用於點對點鏈路，無網絡/廣播地址，雙端直接通信。
• /32 (255.255.255.255) : 單主機路由 (Loopback/宿主路由/VPN 分配)。

經典子網劃分例題

給定 192.168.10.0/24，需劃分 4 個子網，每子網 ≥ 50 主機。

1. 需 4 個子網 → 借 2 位 (2^2=4) → 新掩碼 /26 (255.255.255.192)。
2. 剩餘主機位 6 位 → 可用主機 2^6-2 = 62 ≥ 50 ✓。
3. 子網塊大小 = 256 - 192 = 64 (塊大小/魔數)。
4. 子網列表：
   • Subnet 0: 192.168.10.0/26 (可用 .1~.62, 廣播 .63)
   • Subnet 1: 192.168.10.64/26 (可用 .65~.126, 廣播 .127)
   • Subnet 2: 192.168.10.128/26 (可用 .129~.190, 廣播 .191)
   • Subnet 3: 192.168.10.192/26 (可用 .193~.254, 廣播 .255)

五、CIDR (Classless Inter-Domain Routing) — 現代路由基石

• 打破類別邊界，用 IP/前綴長度 表示任意長度前綴 (如 192.168.10.0/26)。
• 路由聚合 (超網/摘要路由)： 將多個連續子網合併為一條更短前綴路由，縮減路由表。
  • 例：192.168.10.0/26 + 192.168.10.64/26 + 192.168.10.128/26 + 192.168.10.192/26 → 聚合為 192.168.10.0/24。
  • 條件：連續、相同掩碼、落在同一父網絡邊界內。
• 最長前綴匹配 (LPM)： 路由器轉發時，選擇前綴最長 (最具體) 的路由條目。

六、快速心算技巧 (面試/現場/考試必備)

1. 塊大小法： 256 - 掩碼最後一個非 0/255 八位組 = 塊大小。例：/26 → 256-192=64，子網按 64 遞增。
2. 二進制邊界： /8, /16, /24 為八位組邊界；/25(128), /26(64), /27(32), /28(16), /29(8), /30(4), /31(2), /32(1)。
3. 主機數反推掩碼： 需 N 台主機 → 找最小 2^h-2 ≥ N 的 h → 掩碼 = 32-h。例：需 500 台 → 2^9-2=510 → h=9 → /23。
4. 通配符掩碼 (ACL 用)： 反掩碼 = 255.255.255.255 - 子網掩碼。/26 → 0.0.0.63。

七、IPv6 過渡提示

IPv4 地址枯竭 (IANA 2011 分配完畢，各 RIR 2015~2019 耗盡)。現網雙棧、NAT64/DNS64、MAP-E/4rd/DS-Lite、IPv6 Only + CLAT 共存。掌握 IPv4 基礎是理解過渡技術的前提，但新架構請直接規劃 IPv6 ( /48 站點、/56 家庭、/64 子網、/127 點對點、/128 Loopback)。

把本文收藏，下次子網劃分、ACL 撰寫、路由聚合、故障排查、面試問答，隨查隨用，不再為「/24 是多少主機」「172.16 屬於哪類」卡殼。