IPv4的IP地址長(zhǎng)度為4字節(jié),，通常采用點(diǎn)分十進(jìn)制表示法（dotted decimal representation）例如0xc0a80002表示為192.168.0.2,。Internet被各種路由器和網(wǎng)關(guān)設(shè)備分隔成很多網(wǎng)段,，為了標(biāo)識(shí)不同的網(wǎng)段，需要把32位的IP地址劃分成網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)兩部分,，網(wǎng)絡(luò)號(hào)相同的各主機(jī)位于同一網(wǎng)段,，相互間可以直接通信，網(wǎng)絡(luò)號(hào)不同的主機(jī)之間通信則需要通過路由器轉(zhuǎn)發(fā),。

過去曾經(jīng)提出一種劃分網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)的方案,，把所有IP地址分為五類，如下圖所示（該圖出自[TCPIP]）,。

圖 36.9. IP地址類

一個(gè)A類網(wǎng)絡(luò)可容納的地址數(shù)量最大,，一個(gè)B類網(wǎng)絡(luò)的地址數(shù)量是65536，一個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)的地址數(shù)量是256,。D類地址用作多播地址,，E類地址保留未用。

隨著Internet的飛速發(fā)展,，這種劃分方案的局限性很快顯現(xiàn)出來,，大多數(shù)組織都申請(qǐng)B類網(wǎng)絡(luò)地址，導(dǎo)致B類地址很快就分配完了,，而A類卻浪費(fèi)了大量地址,。這種方式對(duì)網(wǎng)絡(luò)的劃分是flat的而不是層級(jí)結(jié)構(gòu)（hierarchical）的，Internet上的每個(gè)路由器都必須掌握所有網(wǎng)絡(luò)的信息,，隨著大量C類網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn),，路由器需要檢索的路由表越來越龐大，負(fù)擔(dān)越來越重,。

針對(duì)這種情況提出了新的劃分方案,，稱為CIDR（Classless Interdomain Routing）。網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)的劃分需要用一個(gè)額外的子網(wǎng)掩碼（subnet mask）來表示,，而不能由IP地址本身的數(shù)值決定,，也就是說，網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)的劃分與這個(gè)IP地址是A類,、B類還是C類無關(guān),，因此稱為Classless的。這樣,，多個(gè)子網(wǎng)就可以匯總（summarize）成一個(gè)Internet上的網(wǎng)絡(luò),，例如，有8個(gè)站點(diǎn)都申請(qǐng)了C類網(wǎng)絡(luò),，本來網(wǎng)絡(luò)號(hào)是24位的,，但是這8個(gè)站點(diǎn)通過同一個(gè)ISP（Internet service provider）連到Internet上，它們網(wǎng)絡(luò)號(hào)的高21位是相同的,，只有低三位不同,，這8個(gè)站點(diǎn)就可以匯總,，在Internet上只需要一個(gè)路由表項(xiàng)，數(shù)據(jù)包通過Internet上的路由器到達(dá)ISP,，然后在ISP這邊再通過次級(jí)的路由器選路到某個(gè)站點(diǎn),。

下面舉兩個(gè)例子：

可見,，IP地址與子網(wǎng)掩碼做與運(yùn)算可以得到網(wǎng)絡(luò)號(hào),，主機(jī)號(hào)從全0到全1就是子網(wǎng)的地址范圍。IP地址和子網(wǎng)掩碼還有一種更簡(jiǎn)潔的表示方法,，例如140.252.20.68/24,，表示IP地址為140.252.20.68，子網(wǎng)掩碼的高24位是1,，也就是255.255.255.0,。

如果一個(gè)組織內(nèi)部組建局域網(wǎng)，IP地址只用于局域網(wǎng)內(nèi)的通信,，而不直接連到Internet上,，理論上使用任意的IP地址都可以，但是RFC 1918規(guī)定了用于組建局域網(wǎng)的私有IP地址,，這些地址不會(huì)出現(xiàn)在Internet上,，如下表所示。

使用私有IP地址的局域網(wǎng)主機(jī)雖然沒有Internet的IP地址,，但也可以通過代理服務(wù)器或NAT（網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）等技術(shù)連到Internet上,。

除了私有IP地址之外，還有幾種特殊的IP地址,。127.*的IP地址用于本機(jī)環(huán)回(loop back)測(cè)試,，通常是127.0.0.1。loopback是系統(tǒng)中一種特殊的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,，如果發(fā)送數(shù)據(jù)包的目的地址是環(huán)回地址,，或者與本機(jī)其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IP地址相同，則數(shù)據(jù)包不會(huì)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)上,，而是通過環(huán)回設(shè)備再發(fā)回給上層協(xié)議和應(yīng)用程序,，主要用于測(cè)試。如下圖所示（該圖出自[TCPIP]）,。

圖 36.10. loopback設(shè)備

還有一些不能用作主機(jī)IP地址的特殊地址：

下面介紹路由的過程，首先正式定義幾個(gè)名詞：

假設(shè)某主機(jī)上的網(wǎng)絡(luò)接口配置和路由表如下：

$ ifconfig
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:C2:8D:7E
inet addr:192.168.10.223  Bcast:192.168.10.255  Mask:255.255.255.0
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:10 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:100
RX bytes:0 (0.0 b)  TX bytes:420 (420.0 b)
Interrupt:10 Base address:0x10a0
eth1      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:C2:8D:88
inet addr:192.168.56.136  Bcast:192.168.56.255  Mask:255.255.255.0
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
RX packets:603 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:110 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:100
RX bytes:55551 (54.2 Kb)  TX bytes:7601 (7.4 Kb)
Interrupt:9 Base address:0x10c0
lo        Link encap:Local Loopback
inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
UP LOOPBACK RUNNING  MTU:16436  Metric:1
RX packets:37 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:37 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:0
RX bytes:3020 (2.9 Kb)  TX bytes:3020 (2.9 Kb)
$ route
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
192.168.10.0    *               255.255.255.0   U     0      0        0 eth0
192.168.56.0    *               255.255.255.0   U     0      0        0 eth1
127.0.0.0       *               255.0.0.0       U     0      0        0 lo
default         192.168.10.1    0.0.0.0         UG    0      0        0 eth0

這臺(tái)主機(jī)有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口,，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口連到192.168.10.0/24網(wǎng)絡(luò),，另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口連到192.168.56.0/24網(wǎng)絡(luò)。路由表的Destination是目的網(wǎng)絡(luò)地址,，Genmask是子網(wǎng)掩碼,，Gateway是下一跳地址，Iface是發(fā)送接口,，F(xiàn)lags中的U標(biāo)志表示此條目有效（可以禁用某些條目）,，G標(biāo)志表示此條目的下一跳地址是某個(gè)路由器的地址，沒有G標(biāo)志的條目表示目的網(wǎng)絡(luò)地址是與本機(jī)接口直接相連的網(wǎng)絡(luò)，不必經(jīng)路由器轉(zhuǎn)發(fā),，因此下一跳地址處記為*號(hào),。

如果要發(fā)送的數(shù)據(jù)包的目的地址是192.168.56.3，跟第一行的子網(wǎng)掩碼做與運(yùn)算得到192.168.56.0,，與第一行的目的網(wǎng)絡(luò)地址不符,，再跟第二行的子網(wǎng)掩碼做與運(yùn)算得到192.168.56.0，正是第二行的目的網(wǎng)絡(luò)地址,，因此從eth1接口發(fā)送出去,，由于192.168.56.0/24正是與eth1接口直接相連的網(wǎng)絡(luò)，因此可以直接發(fā)到目的主機(jī),，不需要經(jīng)路由器轉(zhuǎn)發(fā),。

如果要發(fā)送的數(shù)據(jù)包的目的地址是202.10.1.2，跟前三行路由表?xiàng)l目都不匹配,，那么就要按缺省路由條目，從eth0接口發(fā)出去,，首先發(fā)往192.168.10.1路由器,，再讓路由器根據(jù)它的路由表決定下一跳地址。