摘要：二进制本质：一个IP地址由4个8位二进制数（即1字节）组成，每个字节的范围是00000000（0）到11111111（255）。十进制转换：由于人类更熟悉十进制，IP地址通常被表示为四组0-255的十进制数（如192.168.1.1）。误解
知友提了这样一个问题。
咱从二进制底层逻辑到网络协议进行深层解析一下
一、问题的核心：二进制与十进制的翻译陷阱IP地址的「0-255」范围看似是人为设定的规则，实则是计算机底层二进制逻辑的必然结果。
二进制本质：一个IP地址由4个8位二进制数（即1字节）组成，每个字节的范围是00000000（0）到11111111（255）。十进制转换：由于人类更熟悉十进制，IP地址通常被表示为四组0-255的十进制数（如192.168.1.1）。
误解二、0和255的「特殊使命」：网络地址与广播地址
IP协议规定，每个子网中存在两个保留地址：
网络地址：主机位全为0（如192.168.1.0），标识整个子网。广播地址：主机位全为1（如192.168.1.255），用于向子网内所有设备发送数据。关键区别：这两个地址是子网划分后的逻辑规则，而非IP协议对字节值的限制。
例外场景：在超小子网（如/31子网）中，0和1可直接作为主机地址使用，进一步证明协议本身不禁止0和255。
三、历史演进：从「分类网络」到「无类别路由」早期IPv4设计中，网络被分为A/B/C类，严格规定网络部分和主机部分的长度：
A类地址：首字节范围1-126，后三字节为主机地址（允许0-255，但实际主机地址需排除全0和全1）。B类地址：首字节128-191，后两字节为主机地址。C类地址：首字节192-223，最后一字节为主机地址。随着CIDR（无类别域间路由）的普及，子网掩码的灵活性增强，但单个字节的0-255范围始终未变。
四、技术边界：为什么不能是1-254？假设强行限制IP地址为1-254，会导致以下矛盾：
二进制浪费：8位二进制数的表达能力被压缩，相当于每个字节仅使用7位（2⁷=128种可能），浪费了50%的地址空间。协议混乱：网络设备和操作系统需额外增加规则过滤0和255，增加计算复杂性和兼容性风险。全球IP枯竭：IPv4地址总量约42.9亿个（实际可用更少），若每个字节减少2个值，可用地址将骤降至约28.7亿个，加剧资源紧张。五、现实应用：误解背后的实际限制用户常见的「1-254可用」认知源于以下场景：
家用路由器：默认分配192.168.1.1给网关，并将192.168.1.0和192.168.1.255保留，导致可分配地址为1-254。公有云服务：云厂商的虚拟网络通常自动屏蔽首尾地址，但底层架构仍支持0和255。总结：理解「允许」与「实际使用」的鸿沟
IP协议的设计是数学与工程的完美妥协：
底层逻辑：0-255是二进制位数决定的绝对范围。上层规则：网络地址和广播地址是人为定义的通信规则。这种分层设计保障了互联网的可扩展性——正如TCP/IP协议栈本身，既严谨又灵活，方能支撑起全球数十亿设备的互联互通。
来源：莱娜探长
