IP 地址可以分为公网 IP 和私网 IP 两种类型。公网 IP 是唯一的、全球唯一标识的 IP 地址，用于识别互联网上的设备。
私网 IP 则是在一个私人网络中使用的 IP 地址，不能直接访问公共网络。
子网掩码
其实在 IP 地址分类之前，没有子网掩码一说，32 位的 IP 地址是由 8 位的网络地址（指定主机连接到哪个网络）和"剩下的"主机位（指定了主机在该网络内的地址）。
这样分配 IP 地址在局域网出现之前是可行的，因为那时只有很少大一些的网络（ARPANET）。
但局域网出现的早期，就已经显现出不够用了，所以才进行了分类，引入了掩码一说。
子网掩码不能单独存在，它必须结合 IP 地址一起使用。IP 地址我们都知道是计算机在网络内的唯一标识，而子网掩码顾名思义是用于划分子网的
首先子网掩码这名字取得很好，它是用来划分子网的网段和遮掩部分 IP 地址。换个说法就是：它是用来划分 IP 地址中哪一部分是网络号，哪一部分是机器号。
假设我们先现在有这么一个 IP 地址：192.168.1.129，我们并不知道它的网络号，也不知道它属于哪部分子网网段。我们现在就需要一个东西来划分出子网网段，这个东西就叫：子网掩码。
子网掩码用于划分网络和主机地址，可根据需要自定义。选择时需考虑子网数量和每个子网的主机容量。子网掩码越长，网络部分越大，主机部分越小，可用主机地址越少。关键规则是子网掩码的二进制表示中 1 和 0 必须连续，以确保地址的正确划分。
255.255.255.193 的二进制是 1111 1111.1111 1111.1111 1111.1100 0001，可以看出它 1 并不连续，所以 255.255.255.193 不能作为子网掩码使用。
每个 IP 地址包含网络部分和主机部分。用来区分这两部分。在子网掩码中，二进制位为"1"的部分指示 IP 地址中的网络部分，而二进制位为"0"的部分指示主机部分。
例如，对于子网掩码 255.255.255.0，它的二进制形式是 11111111.11111111.11111111.00000000。这意味着 IP 地址的前三个部分（由"1"表示）是网络地址，最后一个部分（由"0"表示）是主机地址。
IP 地址为 192.168.1.129，则他的二进制就是 1100 0000.1010 1000.0000 0001.1000 0001。子网掩码是 255.255.255.0，则他的二进制是 1111 1111.1111 1111.1111 1111.0000 0000，那么他们两个计算的结果如下：
text
1100 0000.1010 1000.0000 0001.1000 0001
1111 1111.1111 1111.1111 1111.0000 0000
------------------------------------------------------------
1100 0000.1010 1000.0000 0001.0000 0000计算后的这段二进制代码相比于原来的 IP 地址，后面 8 位被用 0 遮掩了。因为我们不必关心后面 8 位是 1 还是 0 了。子网网段已经被划分出来了。
也就是说，从 192.168.1.0 到 192.168.1.255 都是同一个子网网段，里面的 1---254 号可以分配给不同的机器。
将 IP 地址和子网掩码进行按位逻辑与运算（每一位分别计算）。运算结果是网络地址。这个地址表示网络的标识。
如果是 0 或 255，通常是不能分配给设备的，原因如下：
- 地址以 0 结尾（网络地址）：在子网中，当 IP 地址的主机部分全部为 0 时（例如，在子网掩码为 255.255.255.0 的情况下，IP 地址的最后一个字节为 0），这个地址被用作该子网的网络地址。这个地址用于标识网络本身，而不是网络上的某个特定设备。
- 地址以 255 结尾（广播地址）：当 IP 地址的主机部分全部为 1 时（例如，在子网掩码为 255.255.255.0 的情况下，IP 地址的最后一个字节为 255），这个地址被用作广播地址。广播地址用于向整个网络上的所有设备发送数据。当数据包发送到广播地址时，网络上的每个设备都会接收这个数据包。
因此，在一个给定的子网中，以 0 结尾的地址和以 255 结尾的地址有特殊用途，不能分配给网络中的设备作为它们的唯一标识。
用一个例子来搞清楚子网掩码
从前有一个地主，有 256 间房子，地主家的门牌号码是"192.168.1"，那么他家第一间房子的门牌号码是 192.168.1.0，第二间是 192.168.1.1，...第 256 间的编号是 192.168.1.255。
地主老了，需要把 256 间房子分给四个儿子，平均分配，每个儿子可以分 64 间。那么他可以这样子操作：
- 192.168.1.0-192.168.1.63 分给大儿子
- 192.168.1.64-192.168.1.127 分给二儿子
- 192.168.1.128 -192.168.1.191 分给三儿子
- 192.168.1.192-192.168.1.255 分给四儿子
那么这四个儿子的子网网段那就是：
- 192.168.1.0/26
- 192.168.1.64/26
- 192.168.1.128/26
- 192.168.1.192/26
那么这些网段是怎么来的呢，用大儿子来举例： 192.168.1.0-192.168.1.63，用二进制表示，他们分别为 11000000.10101000.00000001.00000000 和 11000000.10101000.00000001.00111111。
最终计算结果得出 11000000.10101000.00000001.00，一共是 26 个 0，那么用这个"192.168.1.0/26"就可以表示大儿子所有房间。
一个主机 192.168.1.199/26 能否和直连主机 192.168.1.200/24 通信？答案是不可的，因为都是四儿子的房间
一个主机 192.168.1.199/26 能否和直连主机 192.168.1.1/24 通信？不可以，因为一个是大儿子的房间，一个是四儿子的房间，无法直连通信。
为什么出现 192.168.x 这样的 IP 地址？
那到底为什么会出现 10.X.X.X、176.16.X.X 和 192.168.X.X 这样的局域网 IP 地址？
那是因为，早在 1990 年代中期 IPV4 地址就已经面临了短缺的问题。于是乎就有人开动了大脑：IP 地址确实不能重复，重复了就意味着数据会送错。但
可以确定一个私域的 IP 地址供大家免费在局域网内使用，这些私域 IP 地址可以在不同的局域网重复使用，只要确保在同一个局域网不出现 IP 地址重复就可以了。
NAT 技术（网络地址转换）就在这样的场景下诞生了。
NAT（网络地址转换）是一种网络技术，主要用于在私有网络和公共网络（例如互联网）之间转换 IP 地址。它的核心作用是允许多个设备使用私有 IP 地址在内部网络中进行通信，同时通过一个或几个公共 IP 地址与外部网络进行通信。这样做的好处是节约了有限的公共 IP 地址资源，因为不需要为网络中的每个设备都分配一个唯一的公共 IP 地址。
NAT 还增加了网络的安全性，因为内部网络中的设备不会直接暴露其私有 IP 地址到互联网上。这意味着直接从互联网攻击这些设备变得更加困难。
NAT 有几种形式，其中最常见的包括静态 NAT（一对一的地址映射）、动态 NAT（私有地址和公共地址之间的动态映射）和 PAT 或 NAPT（网络地址和端口转换，即多个设备共享同一个公共 IP 地址，通过不同的端口号进行区分）。
在家庭或企业环境中，路由器通常执行 NAT 功能，允许多个设备通过单一的互联网连接进行通信，同时保护内部网络。
NAT（网络地址转换）的工作原理相对简单。它在私有网络和互联网之间充当中介，将内部设备的私有 IP 地址转换为公共 IP 地址来进行外部通信。这里是它的基本工作方式：
- 内部请求：当内部网络上的设备（比如你的电脑）尝试访问互联网时，它会首先将数据包发送到路由器。
- 地址转换：路由器接收到这个数据包后，会将包中源设备的私有 IP 地址替换为路由器自己的公共 IP 地址。如果是端口地址转换（PAT），路由器还会改变源端口号，以便于区分来自同一内部 IP 地址的多个会话。
- 数据发送：修改后的数据包通过路由器发送到互联网。
- 响应接收：来自互联网的响应首先到达路由器。
- 地址再映射：路由器根据先前的映射记录，将响应中的目标地址（即原来的公共 IP 地址和端口号）转换回内部设备的私有 IP 地址和端口号。
- 响应转发：最后，路由器将响应发送给原始请求的内部设备。
通过这种方式，NAT 允许多个设备共享同一个公共 IP 地址进行互联网通信，同时隐藏了内部网络的结构，提供了一定程度的安全保护。
在上图中，前面的是家里的 WiFi，后面的是学校的 WiFi。10.100.x.x 是较大范围的 10.x.x.x 内的一个子网，适合更大的组织使用，而 192.168.10.x 是较小范围的 192.168.x.x 内的一个子网，更适合小型网络。
为什么局域网的 IP 普遍是 192.168 开头？
每个人都管自己的爸爸叫爸爸,为啥到了社会上爸爸们不会冲突呢? 因为爸爸是私有概念,大多时候一家一个. 出门他们用真名,不用爸爸. 此处爸爸可理解为 192.168.1.1
你只要是公网地址唯一，私网地址你要怎么玩都可以，如果说，你用的私网地址和公网地址重复了，那么你是访问不了该公网地址的。
只要你愿意，你私网地址用 1.1.1.1 都是可以的。
参考资料
总结
局域网中普遍使用 192.168 开头的 IP 地址是因为这个地址段被专门划分为私有网络使用，不在互联网上路由。这样做主要是为了解决公共 IPv4 地址短缺的问题，同时也便于小型网络如家庭和小型办公室网络的管理。使用这个范围的地址可以保证局域网内的通信在安全性上更加隔离，不会直接暴露在互联网上。此外，这些地址可以在不同的私有网络中重复使用，避免了与互联网上的地址发生冲突。