我們知道，互聯網（Internet）是由早期的美國國防部的DARPANET發展而來，DARPANET已對其尋址結構做出了不同的標準版本。在互聯網工程任務組 （IETF）成立后，其在DARPANET相關標準的基礎上陸續編制制定了“互聯網協議”標準的不同版本，直到1981年9月IETF發布的RFC 791《INTERNET PROTOCOL》標準，稱之為“互聯網協議”的第4個版本，這就是IPv4的由來。在IETF RFC 791中規定了IPv4的地址規格，因此，也將此稱為IPv4地址。

一、地址長度和組成

IPv4的地址為4字節（32比特）的二進制編碼，地址總數為2³²，即4294967296個。由網絡代碼（含特征位）和主機代碼兩部分組成。

二、地址分類規則

IPv4地址劃分如圖2-1所示的由上而下依此為A、B、C、D、E類共5類地址，以適應不同網絡規模的要求。每類地址都規定了網絡代碼和主機代碼各使用多少位，因此也就定義了可能有的網絡數目和每個網絡中可能有的主機數目。

圖2-1：IPv4的5類地址格式

在定義時，網絡代碼與主機代碼應遵循以下規定，其網絡代碼和主機代碼的范圍詳見下表2-1。

其一，網絡代碼規則：網絡代碼（也稱為網絡地址（Network address））唯一性，即網絡對Internet是唯一的。網絡代碼不能以十進制數127（01111111）開頭，在A類地址中，數字127保留給診斷用。網絡代碼的第一個8位組不能都設置為1，即不能為十進制數255，此數字作為廣播地址使用；同時，代碼的第一個8位組也不能設置為全“0”，全“0”表示的是本地網絡。

其二，主機代碼規則：主機代碼（也成為本地地址（Local address））對每個網絡是唯一的，不管它是否連接到Internet主機代碼各個位不能設置為全“1”，全“1”為廣播地址而不是主機地址代碼，同時也不能設置為全“0”。

表2-1：網絡代碼和主機代碼的范圍

三、地址的分類

根據上述規則，對各類地址分別定義如下：

1、A類地址

A類地址中第1字節（第1個8位組）的首位（特征位）總是二進制“0”，其余7位表示網絡代碼號，除去全“0”（本地網絡）和全“1”（保留作診斷）外，其網絡代碼有效范圍為001~126。第2、3、4個8位組，共24位用于主機代碼。故A類地址表示的有效網絡數為126個，每個網絡主機數為16 777 214（除去全“0”和全“1”外）。這類地址一般分配給具有大量主機的網絡使用。

2、B類地址

B類地址中第1個8位組的前2位（特征位）總是二進制“10”，剩下的6位和第2個8位組共14位二進制數表示網絡代碼，第3、4個8位組共16位表示主機代碼。類似上述算法可得，B類地址表示的有效網絡數為16 382；每個網絡主機數為65 534。這類地址一般分配給具有中等規模主機數的網絡使用。

3、C類地址

C類地址中第1個8位組的前3位（特征位）總是二進制“110”，剩下的5位和第2、3個8位組共21位二進制數表示網絡代碼，第4個8位組共16位表示主機代碼。類似上述算法可得，C類地址表示的有效網絡數為2 097 152；每個網絡主機數為254。這類地址一般分配給小型的局域網使用。由于C類地址支持大量的網絡連接，所以使用于互連網的連接，即使如此，該類地址已幾乎被耗盡。

A、B、C類地址是我們常用的地址，它們的特征參數匯總于下表3-1。

表3-1：IPv4的A、B、C類地址特征參數

4、D類地址

D類地址中第1個8位組的前4位（特征位）總是二進制“1110”。D類地址用于組播（Multicast）地址。在一個網絡內可以有一個組播地址用來到達一組單獨的主機。每個主機被分配一個組播地址，可通過D類地址的分配將它作為一組主機來訪問。

欲具體了解組播地址機制的請進入。

5、E類地址

E類地址中第1個8位組的前5位（特征位）總是二進制“11110”。E類地址用于預留。

下表3-2給出了IPv4的4種特殊地址（廣播地址、有限廣播地址、私有網絡地址等）的情況。

表3-2：特殊IPv4地址

四、地址的表示與分配

1、表示

IPv4的地址為32比特，為了書寫和錄入計算機的方便，習慣上采用“點分隔十進制標記法”（Dotted Decimal Notation）表示。即將每個8比特的地址段之值，用十進制數表達（最大值為“255”），地址段間用點號“．”分隔。因此，某個二進制數表達形式為

“11000000  10101000  00000000  00000001”

的C類地址，用“點分隔十進制標記法”則縮短為“192.168.0.1”。

2、分配

根據RFC 820《號碼分配》建議將A、B、C類網絡地址的可用號碼空間分別分配給研發、國防部和商業用途，并由DARPA（美國國防部高級研究計劃局）、DCA（美國國防通信局）、PCCO/DDN和美國國家標準局負責分配。建議的分配方案如下表4-2所述。RFC 820中已顯示了各類地址具體的分配情況。

表 4-2：IPv4網絡地址的分配

欲詳細了解RFC 791標準中有關IPv4地址要求具體內容的請進入。

圖2-1所示的地址結構從理論上講，可構成4294967296個網絡地址，但除去組播地址和保留未用的地址之外，實際上只有八分之七的地址可用。一方面，早期獲得A、B、C類地址的國家或集團，其地址較充足，可能利用不充分；另一方面，后來接入Internet的國家或集團獲得地址又嚴重不足。因此，總體上講IPv4地址已經嚴重匾乏。由于近些年間，Internet用戶數在世界范圍內按指數規律增長，因而要求擴展IP地址的呼聲越來越高，于是新版本的IPv6將IP地址由原來的32比特，擴展為128比特。

欲進一步了解IPv6地址技術的請進入。