IPv4 地址类型与私有地址范围
工作中你操作的大多数 IP 地址都是私有地址——192.168.x.x、10.x.x.x、172.16.x.x——它们为什么能用？怎样和公网通信？理解地址分类是子网划分的基础。
IPv4 地址结构
IPv4 地址 = 32 位二进制数，分为 4 个 8 位组（octet），用点分十进制表示
192 . 168 . 1 . 100
↕ ↕ ↕ ↕
11000000.10101000.00000001.01100100
范围：0.0.0.0 ~ 255.255.255.255
地址分类（Classful Addressing）
类别 第一组范围 默认子网掩码 可用网络数 每网络主机数 用途
────────────────────────────────────────────────────────────────────────
A 类 1 ~ 126 255.0.0.0 (/8) 126 ~16.7百万 大型企业/运营商
B 类 128 ~ 191 255.255.0.0 (/16) 16,384 ~65,000 中型企业
C 类 192 ~ 223 255.255.255.0 /24 ~2百万 254 小型网络
D 类 224 ~ 239 — — — 多播 (Multicast)
E 类 240 ~ 255 — — — 实验保留
特殊：
127.x.x.x = 回环地址 (Loopback)，127.0.0.1 = 本机
0.x.x.x = 保留（不可分配）
注意：Classful 分类已被 CIDR 取代，但 CCNA 仍要求理解分类边界。
私有地址范围（RFC 1918）
地址范围 CIDR 可用地址数 典型用途
──────────────────────────────────────────────────────────────────────
10.0.0.0 ~ 10.255.255.255 10.0.0.0/8 16,777,214 大型企业内网
172.16.0.0 ~ 172.31.255.255 172.16.0.0/12 1,048,574 中型企业内网
192.168.0.0 ~ 192.168.255.255 192.168.0.0/16 65,534 家庭/小型办公室
私有地址特点： - 互联网不路由私有地址（路由器遇到私有地址目标直接丢弃） - 多个内网可以使用相同私有地址（不冲突） - 访问互联网需要 NAT（网络地址转换）
NAT：私有地址访问互联网
graph LR
A[内网 PC\n192.168.1.100] -->|源IP: 192.168.1.100\n目标IP: 8.8.8.8| B[家用路由器/NAT设备\n内网: 192.168.1.1\n公网: 203.0.113.5]
B -->|源IP: 203.0.113.5\n目标IP: 8.8.8.8| C[互联网]
C -->|目标IP: 203.0.113.5| B
B -->|源IP: 8.8.8.8\n目标IP: 192.168.1.100| A
NAT 转换表（家用路由器维护）：
内部源地址:端口 外部映射地址:端口 目标地址
192.168.1.100:54321 → 203.0.113.5:12345 → 8.8.8.8:53
192.168.1.101:54322 → 203.0.113.5:12346 → 8.8.8.8:53
特殊用途地址
地址/范围 用途
─────────────────────────────────────────────────────────
0.0.0.0 "本机所有接口"（监听用）或默认路由
127.0.0.0/8 回环地址（Loopback），127.0.0.1 最常用
169.254.0.0/16 APIPA（无法获取 DHCP 时自动分配）
224.0.0.0/4 多播（Multicast）
255.255.255.255 受限广播（Limited Broadcast，不跨路由器）
x.x.x.255 定向广播（如 192.168.1.255）
100.64.0.0/10 运营商级 NAT（CGN，RFC 6598）
198.51.100.0/24 文档/示例用（RFC 5737，不可路由）
203.0.113.0/24 文档/示例用（同上）
IPv6 简介
IPv6 = 128 位地址，解决 IPv4 地址耗尽问题
格式：8组16位，冒号分隔
2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334
缩写规则：
1. 连续的 0 组可用 :: 替代（只能用一次）
2. 每组前导零可省略
→ 2001:db8:85a3::8a2e:370:7334
IPv6 地址类型：
::1 = 回环地址（相当于 127.0.0.1）
fe80::/10 = 链路本地地址（Link-Local）
fc00::/7 = 唯一本地地址（相当于私有地址）
2000::/3 = 全球单播地址（公网）
ff00::/8 = 多播地址
查看本机 IPv6：
ip -6 addr show
ping6 ::1
实用命令速查
# 查看本机 IP 地址
ip addr show
ip addr show eth0
# 查看默认网关
ip route show default
# 查看 ARP 缓存（IP 到 MAC 的映射）
ip neigh show
arp -n
# 检查 IP 是否被占用（DHCP 冲突）
arping -I eth0 192.168.1.100
# 查看公网 IP
curl -s ifconfig.me
CCNA 对应考点
考纲位置：Domain 1.6 — Configure and verify IPv4 addressing and subnetting Domain 1.9 — Compare IPv4 and IPv6
高频考题： - 判断给定 IP 属于哪类（A/B/C） - 私有地址范围记忆（10.x, 172.16-31.x, 192.168.x） - NAT 的工作原理（SNAT/DNAT） - APIPA 地址范围（169.254.0.0/16）
下一节：子网掩码与 CIDR 前缀计算——知道了地址分类，下一步是最实用的技能：如何把一个大网络切分成多个子网？