IP地址（Internet Protocol Address，又译为网际协议地址）由4个字节的32位二进制数表示，通常以点分十进制的方式表示，也就是之间用点隔开的4个十进制数。IP地址发展可分为4个阶段。分别是：按照标准分类的IP地址、划分子网的三级地址结构、无类别域间路由CIDR和网络地址转换NAT。下面介绍4个阶段的详细内容。
1. 标准分类的ip地址
ip地址由网络号和主机号组成。分为A类地址、B类地址、C类地址和有特殊用途的D类和E类地址。
他们的关系如下图：
(1) A类地址
A类地址的网络号为8位，主机号为24位。第一位网络号固定为0，之后的7位没有限制，最后的24位表示主机号。因此，
A类地址的网络号的范围是：0~127。
网络号的表示范围是：0~2^24。
它的ip地址的范围可以表示为：0.0.0.0~127.255.255.255
但是，网络号为10 的ip地址有特殊用途，网络号和或者主机号全为0或全为1的ip地址也是如此，因此可用的网络号只有125个，可用的主机号有2^24-2个。
A类地址的覆盖范围：1.0.0.0~127.255.255.255
(2) B类地址
B类地址的网络号为16位，主机号也为16位。网络号前两位固定为10，后面的14位没有限制，最后16位为主机号。与A类地址类似，B类地址可用的网络号为2^14个，可用的网络号为2^16-1个。
B类的覆盖范围是：128.0.0.0~191.255.255.255
(3) C类地址
C类地址的网络号为24位，主机号为8位。网络号的前三位为110，后面的21位无限制。最后的8位表示主机号。C类地址可用的网络号有2^24个，主机号为2^8-2个.
C类的覆盖范围是：192.0.0.0~223.255.255.255
(4) D类、E类地址
D类地址不标识网络。用于其他特殊用途。
E类地址暂时保留
2. 划分子网的三级地址结构
子网的概念引用书上的介绍“标准分类的ip地址存在两个主要的问题：ip地址的有效利用率与路由器的工作效率。由此人们提出了子网的概念(subnet)，子网划分的基本思想是：借用主机号的一部分作为子网的子网号，划分出更多的子网ip地址，而对外部路由器寻址没有影响。”
子网的结构与ip略有不同，子网增加了一级子网号(subnet ID)。因此子网地址的结构是：网络号+子网号+主机号。处在相同子网下的主机具有相同的子网号。子网的划分方式对A类，B类，C类ip都有效。
说到子网就不得不提子网掩码(subnet mask)的概念,通过子网掩码就可以知道该网络可以包含的最大子网数量。
子网号的位数决定了子网的数量，举个例子，现在需要用1个ip分出100个子网，那么设子网号的位数是x，则满足如下关系：
2^x -2 >= 100
由此可得x>=7，当x=7时子网的位数为7，可以表示的的最大子网个数为128个，可以分出大于100个子网。子网掩码的表示方式为：将网络地址的网络号所有位数全部转换为1，网络号后面的x(子网位数)为也1，其余位数一律为0。假如上面的例子的ip地址是156.26.0.0，那么他的子网掩码就是255.255.254.0，表示成二进制如下：
11111111.11111111.11111110.00000000
255 . 255 . 254. 0
那么如何将ip地址转换成子网地址呢，其实也很简单。当我们知道了网络地址和子网掩码后，将网络地址与子网掩码采用与运算即可得出子网地址
10011100.00011010.00000000.00000000 (156.26.0.0)
11111111.11111111.11111110.00000000 (255.255.254.0)
与运算↓
10011100.00011010.00000000.00000000 (156.26.0.0)
3.无类别域间路由CIDR
CIDR将剩余的ip地址按可变大小的地址来分配。CIDR与ip地址字面上的不同是CIDR后面有”/(数字)”,CIDR采用斜线记法，即<网络前缀><主机号>，例如 200.16.23.1/20表示前20位是网络前缀，后12位作为主机号，因此，主机的数量最多可以为2^12。
CIDR的用途
假如一个校园有200.24.16.0/20的地址块，他希望分成8个较小的等长的地址块，那么为了区分8个不同的地址块，我们需要至少3位来表示不同的地址块，所可以从主机号中借3位来表示不同的地址块，剩下的位数表示主机号。
200.24.16.0/20 1001000.00011000.00010000.00000000
200.24.18.0/23 1001000.00011000.00010010.00000000
200.24.20.0/23 1001000.00011000.00010100.00000000
…
由此可以将地址块划分为8个地址块。
4.网络地址转换NAT
引用书上原文研究NAT出于两个目的：一是由于IPv4向IPv6转换的进程很慢，因此需要有一种短时间内有效解决ip地址短缺的方法。二是出于网络安全的目的
NAT设备需要同时保存两种地址，一种是内部ip地址，一种是全局ip地址，当内部主机发出数据请求时，NAt路由器需要按照某种关系将内部ip转换为全局ip，转换的方式有两种：一种是静态NAT，一种是动态NAT。
静态NAT将一个或一组内部ip转换成固定的全局ip地址，属于多对一或者一对一的关系。
动态NAT将内部ip转换成随机的全局ip，属于多对多的关系
