这篇文章介绍一下IPV4地址的分类，以及子网掩码相关的知识。

IPV4 地址由4个Byte组成，格式如下：

byte1.byte2.byte3.byte4

如192.168.2.3。

其中，byte1非常重要，它可以用来给IP地址进行分类。 IP地址的分类如下图所示：

class 差值 example network number #network number host number #host number
A: 1 ~ 127 127 24.0.0.0 byte1 127 byte2 ~ byte4 256^3 - 2 = 16777
B: 128 ~ 191 64 150.18.0.0 byte1 ~ byte2 64 * 256 = 16384 byte3 ~ byte4 256^2 - 2 = 65534
C: 192 ~ 223 32 193.23.210.0 byte1 ~ byte3 32 * 256^2 = 2097152 byte4 256 - 2 = 254
D: 224 ~ 239 16 224.0.0.10 - Multicast - -
E: 240 ~ 255 16 reserved - - - -

表中“差值”这一列是我自己添加的，意思是每一类地址byte1上下限之间的差值，目的是 可以快速判别IP地址的类别。只要记住A类IP地址是从1~127，剩下的就可以由A类IP地址 上下限加上差值就可以算出范围。比如对于IP地址222.3.4.2，因为1+127+64 <= 222 <= 127+64+32， 所以是C类。

A，B，C类IP地址的4个byte会被分为“network number”（网络号）和“host number”（主机号）两部分，我们可以想象一根线，线的 左边是“network number”，右边是“host number”：

network number | host number

表中的“#network number”和“#host number”两列，说明的是每一类IP地址可以表示的网络号和主机号的个数。 值得一提的是，“#host number”一列的表达式中都有一个“-2”部分，意思是要减去两个特殊的地址， 一个是子网地址，对应主机号全二进制0；一个是广播地址，对应主机号全二进制1。

好，在说完了IP地址相关知识后，我们来说说子网掩码（Subnet Mask）。

要说子网掩码与默认网络掩码（Default Network Mask）相对，它解决了后者存在的问题。 我们先来说这个默认网络掩码及它存在的问题，然后再来看看子网掩码是如何解决这些问题的。

我们知道掩码是为了从一个IP地址中得到它的网络号（Network Number），那么默认网络掩码就是 把A~C类IP地址的network number全变成255（二进制1），host number全变成0（二进制0），如下表所示：

class Default Network Mask
A: 1 ~ 127 255.0.0.0
B: 128 ~ 191 255.255.0.0
C: 192 ~ 223 255.255.255.0

但是这样划分子网的话就很难搞，因为一个子网必须满足两个条件：

  1. 每个子网必须有一个独立的标识符（network number）

  2. 每个子网节点必须有一个独立的地址（host number）

所以要是按照默认子网掩码的话，每一类IP地址就最多只能划分一个子网，这显然不符合现实的需求。 所以，为了解决这个问题，我们可以把分割线往左移，使得网络号多几位，主机号少几位。这样得到的 掩码，就是子网掩码。

举个例子解释一下：对于网络号为172.16.0.0 /16，要分57个子网，那么它们的子网掩码是多少？

解决这个问题，我们先判断这个IP地址的类别，一看是B类，那么我们就知道它的分割线在正中间， 后面两个byte是主机号。然后要分57个子网，因为 2^5 < 57 < 2^6，所以我们应该把线往右移6位， 第三个byte就变成了这个样子：

network number  host number
     |          |
     V          V
0 0 0 0 0 0 | 0 0

然后，我们根据掩码规则：网络号全二进制1，主机号全二进制0，得到它的子网掩码为： 255.255.252.0

Easy, right?

BTW: 172.16.0.0 /16中的/16代表的是网络号的位数，此时是16位，也就是前两个byte。在划分完57个子网后， 网络号多了6位，所以/16应该变成/22。

以上。