一、分界线在哪

三类地址的分法：

第一行那个「24 位主机」就是 A 类的问题所在：一个网络一千六百万台，谁拿了都用不完， 而「网段数」只有 128 个——所以 A 类地址既浪费、又不够分。 第三行正好相反：一个 C 类只装 254 台，网段数有两百多万个， 所以「小网络」够用，「大网络」只能靠拼。 这就是「分类地址」的两头不讨好。

二、为什么要减 2

「主机位全 0」和「全 1」是两个特殊值：

第一行是「网络地址」：路由表里写的 192.168.3.0/24 就是这个， 它表示「整段网络」，不是「某台机器」。 第二行是「广播地址」（4.3.4 细讲）。 所以「254 台」这个数不是随便定的：256 个地址里扣掉两个特殊值，剩 254。 同理 /28 是 16 减 2 得 14，/30 是 4 减 2 得 2。 一个例外要说清：/31 只有 2 个地址，减 2 之后是 0，所以传统上「不能用来接主机」。 但 RFC 3021 允许「点对点链路两端各用一个」， 因为它不需要广播地址——所以「减 2」是习惯，不是铁律。

三、分类的毛病

把三类占的空间加起来，能看出问题的性质：

第一行 50% 的地址空间只切成 128 块，所以「一个机构拿一个 A 类」的制度很快就退不下去了。 第二行的 B 类是最先耗尽的——因为它「不大不小」，正好适合大多数机构申请， 1994 年前后 B 类地址就用完了。 这就是两套补丁的由来：子网划分（把一个类再切细）解决「C 类太小」， CIDR（彻底不管类别）解决「A 类太大」。 两者都在做同一件事：把「分界线」从「类别决定」改成「掩码决定」。 所以今天说「网络部分和主机部分」时，已经默认是「掩码划的」，不是「类别定的」。 「A 类地址」这个词现在只在两种场合还活着： 说「10.0.0.0/8 是 A 类私有段」，以及「默认掩码」这个历史习惯。

四、动手 Demo：网络部分和主机部分怎么分

三类地址的网络位、主机位、每网主机数与网段数摆在一起。 注意第五列：A 类只有 128 个网段，C 类有两百多万个。

for cls, netbits, blocks in (('A 类', 8, 128), ('B 类', 16, 16384),
                             ('C 类', 24, 2097152)):
    hostbits = 32 - netbits
    n = blocks * 2 ** hostbits
    print('%-5s 网络 %2d 位 主机 %2d 位 每网 %8d 台 占 %.1f%%'
          % (cls, netbits, hostbits, 2 ** hostbits - 2,
             100.0 * n / 2 ** 32))

实跑输出：

--------------------------------------------------------------------
网络部分和主机部分怎么分
--------------------------------------------------------------------
**同一个 IP 地址，前面的位是「哪个网络」，后面是「网络里的哪台」。**
**分界线在哪，历史上靠「分类」，现在靠「掩码」。**

  类别     网络位     主机位     每网主机数     网络个数
  -------------------------------------------------------------
  A 类     8 位       24 位      16777214       128 个 /8
  B 类     16 位      16 位      65534          16384 个 /16
  C 类     24 位      8 位       254            2097152 个 /24

**第四列那个「减 2」是必须的**：**全 0 是网络地址（代表「这个网络本身」），全 1 是广播地址**，
**两个都不能分给主机。**
**所以 /24 的「256 个地址」实际只能装 254 台。**

**第五列是「这类地址占了多少个网段」，不是「能装多少台」**：
**A 类首比特是 0，所以理论上占 2 的 7 次方共 128 个 /8。**
**B 类是 2 的 14 次方共 16384 个 /16；C 类是 2 的 21 次方共 2097152 个 /24。**

**算一下三类各覆盖多少地址**：
**A 类：128 个网乘 16777216，得 2.15e+09 个地址，占 50.0%**
**B 类：16384 个网乘 65536，得 1.07e+09 个地址，占 25.0%**
**C 类：2097152 个网乘 256，得 5.37e+08 个地址，占 12.5%**

**三个百分比加起来正好 87.5%**，**剩下的 12.5% 是 D 类多播和 E 类保留各占 6.25%。**
**所以「分类」把一个 32 位的空间切得干干净净，一点不剩。**

**A 类的「一个网络装 1677 万台」是分类地址最大的毛病**：
**拿到一个 A 类的机构，实际用不到百分之一，其余全浪费。**
**所以后来才有子网划分和 CIDR**——**本质都是「把分界线挪一挪，别让类别决定一切」。**

「网络部分」存在的唯一理由就是「聚合」：因为同一个网络里的所有主机，路由表只需要一条。 所以「主机位」越长，能聚合的粒度越细、表越大。 「网络位」和「主机位」的比例，本质上是「路由表大小」和「网段内主机数」的取舍。 一个反直觉的事实：「网络位越多，路由表越大」——因为网段更多了。 所以「划分子网」不是免费的：每多切一刀，就多一条路由。 这就是为什么「子网不能乱切」——切太细会让路由器的表膨胀。 顺带说清「为什么主机数总是 2 的幂减 2」：因为主机位是二进制，所以可能的组合一定是 2 的幂。 「减 2」之后就不是 2 的幂了——所以「254」这个数看着别扭，但它是对的。

30 秒实验

1. 算一下：一个 /26 的网段能接多少台主机？
2. 想一下：为什么「划分子网」会让路由表变大？
3. 想一下：/31 为什么可以「不减 2」？

常见误区

1. 以为「256 个地址能接 256 台」。 能接 254 台，网络地址和广播地址各占一个。
2. 以为「网络部分越长越好」。 路由表会膨胀，所以切分要有节制。
3. 以为「减 2 是硬规定」。 /31 就不用减（RFC 3021），点对点链路两端各一个。

下一节看五类地址的「首位模式」。

• ☐ （本节完，下一节 4.3.3 IP地址的分类）

相关笔记

• IP地址的分类
• 子网掩码
• 📚 图解TCP／IP · 索引