在介紹分級之前，先來瞭解 IP（IPv4）總共有 32 位元（bits），為了方便判讀，我們將它每 8 個位元（bits）用一個 點 . 分隔，並且將二進轉換成十進位表示。
例如，常見的區域網路分享器預設 IP 位址 192.168.0.1 十進位是給人看的，電腦其實是辨認它的二進位 11000000.10101000.00000000.00000001 同理可推，全部的 IP（IPv4）範圍會介於 0.0.0.0 到 255.255.255.255 之間， 因為其二進位最小與最大值是 00000000.00000000.00000000.00000000 與 11111111.11111111.11111111.11111111 有了這樣的觀念，接下來就可以進入主題了。
IP 等級（Class）
在一個組織內部，希望將網路分成內部網路與外部網路，員工可以從內部網路（同一網段）中存取公司的 FTP Server 來交換檔案，但同時在外部網路（不同網段）是沒辦法存取的，因為要避免資安問題，外部網路只能瀏覽公司的網頁， 以及公司對外 Server 上的檔案，這個觀念在很早以前就形成了，一直到 1990 那個年代中期為止，IP 都是以 Class A 、Class B、Class C、Class D 來做分級，所謂的分級，其實就是制定出一套規範，來表示這個 IP 前幾碼代表網路位址 ，後幾碼代表主機位址，如果今天 A 跟 B 有相同的網路位址，則可以說他們在相同的網段，屬於同個組織下的網路， 也就允許使用公司的 FTP Server。
Class A
第 1 個 bit 一定是 0，只要 IP 轉換成二進位是 0 開頭的，就可以認定它是屬於 Class A 級的 IP。前 8 個 bits 決定了它的網路位址，剩下的 24 個 bits 都是主機位址（藍色是網路位址，綠色是主機位址）。
Class A 級 IP 範圍：0.0.0.0 ~ 127.0.0.0（第 1 個 bit 一定要是 0，所以前 8 個 bits 最大到 01111111，也就是 127）。
例如，可以透過 IP 就猜到 13.0.0.1 跟 13.250.249.248 是屬於同單位內的網段。（通常比較大型的組織或政府機構才有辦法拿到 Class A 級的 IP）
Class B
前 2 個 bit 一定是 10，只要 IP 轉換成二進位是 10 開頭的，就可以認定它是屬於 Class B 級的 IP。前 16 個 bits 決定了它的網路位址，剩下的 16 個 bits 都是主機位址 （藍色是網路位址，綠色是主機位址）。
Class B 級 IP 範圍：128.0.0.0 ~ 191.255.0.0（前 2 個 bit 一定要是 10，所以前 16 個 bits 最大到 10111111.11111111，也就是 191.255）。
例如，可以透過 IP 就猜到 140.112.0.1 跟 140.112.250.251 是屬於同單位內的網段。（140.112 開頭其實就是台大，不信你去台大連他們網路看看）。
Class C
前 3 個 bit 一定是 110，只要 IP 轉換成二進位是 110 開頭的，就可以認定它是屬於 Class C 級的 IP。前 24 個 bits 決定了它的網路位址，剩下的 8 個 bits 都是主機位址 （藍色是網路位址，綠色是主機位址）。
Class C 級 IP 範圍：192.0.0.0 ~ 223.255.255.0（前 3 個 bit 一定要是 110，所以前 16 個 bits 最大到 11011111.11111111.11111111，也就是 223.255.255）。
例如，可以透過 IP 就猜到 192.83.167 跟 192.83.167.254 是屬於同單位內的網段。（192.83.167 開頭是台中教，可能是比較晚申請或規模沒有台大那樣大所以只有拿到 Class C 級的 IP 吧）。
Class D
Class D 級 IP 比較特別，是拿來做群播用途，前 4 個 bits 是 1110 開頭，它也沒有主機位址，因為群播就是對另一個網段的所有主機做廣播，所以用這個理由來解釋也很說得過去。
Class D 級 IP 範圍：224.0.0.0 ~ 239.255.255.255（11101111.11111111.11111111.1111111 已經是 max 了，如果再加 1 開頭前 8 個 bits 就會進位到 11110000）。
額外補充 Class E
其實還有 Class E 等級，IP 是以 1111 開頭，但沒有被定義用途，所以這邊也沒有東西可以討論。
無法分配 IP 的主機位址全為 0 或 1
在分配 IP 的主機位址時，無法將其全部設成 0 或 1（請注意下圖綠色部分主機位址的數值）。
例如 Class C 的 192.168.1.0 或 192.168.1.255。
Class B 的 140.112.0.0 或 140.112.255.255。
Class A 的 10.0.0.0 或 10.255.255.255。
這是因為 IPv4 將每個網段的最開頭及最尾端的位址保留起來了。
每個網段最開頭的 IP 位址（也就是主機位址全為 0 的那個）是給任意、未知或不確定 IP 位址使用的。
例如，開啟了一個 Port，但只想限定我目前所屬網段的電腦能存取，於是我限定的 IP 就可以設為 192.168.1.0，如此一來，只有目前所屬網段 192.168.1.X 的設備能連上此 Port。
至於每個網段最尾端的 IP 位址（也就是主機位址全為 1 的那個）是將封包廣播給同網段內的所有設備用的。
例如，用 Wireshark 很常看到的 who has 封包，當某個裝置 ARP table 內沒有要發送的封包目的地 mac 位址。
就會發廣播封包詢問同個網段下的所有設備，有沒有人知道它的 mac 位址，請知道的人告訴某某這就是會把目的地 IP 的主機位址全設成 1 變成廣播封包的其中一種用途。
子網路遮罩（SubNetwork Mask）
隨著網路的普及，在 1990 年代後期逐漸發現用 Class A、Class B、Class C、Class D 來將 IP 分級很沒有效率，例如獲得一個 Class A 級 IP 的組織則有 16,777,216（2^24）個主機位址可用，很明顯的，沒有一個組織會有多達 1 千 6 百萬個裝置，並且歸在同個網段下（即便是一家超巨型跨國企業，也不會希望台北分公司可以直接存取紐約總公司的資 料庫）；然而，獲得一個 Class C 級 IP 的組織卻只有 255（2^8）個主機位址能用，因此，多數的企業或組織轉而申請 Class B 級的 IP，導致大量的 Class B 級 IP 不敷使用，Class B 最多只能分配給 16,384（2^（6+8））個組織，將原本就很稀少（只有 2^7 個）的 Class A 級 IP 分配出去會造成太多浪費沒使用的主機位址，治不了標也治不了不治本；最後，船到橋頭自然直，採用了子網路遮罩的概念，不再特別強調 Class A、Class B、Class C，而是所有的 IP 位址都可以使用子網路遮罩來分割出自己的網段。
子網路遮罩與 IP（IPv4）位址類似，都是以 32 個 bits 的二進位來運算，運算結果是由子網路遮罩內，被 1 遮到的地方當成網路位址；被 0 遮到的地方當成主機位址。
例如，假如今天擁有 192.83.167.X（Class C 級的 IP）的台中教，希望將 192.83.167.1 到 192.83.167.254 的 IP 數量切一半，將 192.83.167.1 到 192.83.167.127 給電腦教室學生用，192.83.167.128 到 192.83.167.254 給教授及行政用（可以存取學校的 Server，例如上傳成績等），就可以將子網路遮罩設成 255.255.255.128，二進位相當於
設為 1 的 25 個 bits 決定網路位址，設為 0 的剩下 7 個 bits 決定主機位址，接下來，讓上面的 IP 經過子網路遮罩後
（藍色是遮罩後的網路位址，綠色是遮罩後的主機位址），可以看到，192.83.167 的 Class C 級網段又被我們再切成兩段了
最後 8 個 bits 0 到 127 為一個網段（_00000000 到 _01111111）
最後 8 個 bits 128 到 255 為另一個網段（_10000000 到 _11111111）
現在 Class C 級的 IP 有兩個網段了！
上面提到的無法分配 IP 的主機位址全為 0 或 1
除了原本的兩組 IP
192.83.167.0（最後 8 個 bits 為 00000000）
192.83.167.255（最後 8 個 bits 為 11111111）
現在又多了兩組 IP
192.83.167.127（最後 8 個 bits 為 01111111）
192.83.167.128（最後 8 個 bits 為 10000000）
這四組 IP 已經變成保留 IP 無法使用
192.83.167.0 及 192.83.167.128（最後決定主機位址的 7 個 bits 為 0000000）代表自己所屬網段任意、未知或不確定 IP 所使用的位址。
192.83.167.127 及 192.83.167.255（最後決定主機位址的 7 個 bits 為 1111111）代表自己所屬網段的廣播位 址。
不清楚的請參考上面無法分配 IP 的主機位址全為 0 或 1。
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