我感到困惑的是，如果我们以 C 类私有 IP 范围为例，它允许 254 个主机。这是理论上的数量，还是实际上可以有 254 个主机？
我认为家庭网络上有 254 台主机肯定会降低网络速度或阻止网络正常运行，还是我遗漏了什么？
答案1
首先，自 20 世纪 90 年代中期以来，分类寻址就没有再使用过。一切现在使用 CIDR，它允许将 IPv4 地址空间拆分为从/32(2^(32-32) = 1 个地址) 到/0(2^(32-0) 个地址) 的任意大小。相应的尺寸对于（古老的）C 类网络来说，将是/24CIDR 中的子网。
从理论角度来看，您可以拥有任意规模的网络（即 2 的幂）。当然，正如您正确猜测的那样，您在某些时候会遇到实际问题，因此我们必须在网络设计上付出一些努力。
现在，路由器通常不关心单个子网中有多少个地址。它们会将它们转发到正确的目的地。在路由级别，您可能会遇到问题，如果您有太多/28子网 - 为了解决 IPv4 耗尽的问题，我们一直在将子网划分得越来越小，因此，过去一家公司可能能够购买一个连续的 14 个可用地址，但/29现在他们可能需要分别购买两个 6 个可用地址。
以前只有一个/16（最初在 30 年前被指定为 B 类）的路由现在可能会被拆分成 1000 个/26，这意味着路由表中会多出 1000 个条目。这样做几千次，你的路由表就会满了。这导致了严重停电以前如此，而且很可能还会再次如此。
这只对互联网核心路由器上的公共可路由地址有影响，因为这些路由器必须知道通往每个网络的路由。您的家庭“路由器”只会通过其默认路由转发所有内容，并让您的 ISP 处理。这对于私有地址也基本无关紧要，因为私有地址按定义不可公共路由。
您提到的另一个潜在问题适用于路由级别以下，在单个子网内。您可能会遇到以下问题：广播域太大了。虽然广播域不一定与子网相同，但对于大多数（尤其是消费者/家庭）用途而言，它们是相同的。
当您的广播域变得太大时，您可能会遇到问题：操作系统的 ARP 表可能会溢出（Windows 中默认为 ~256，Linux 中默认为 ~1024，但两者都可以调整）。这意味着您的操作系统开始忘记 IP 地址对应的 MAC 地址，需要通过发送 ARP 请求来重新发现它……该请求会广播到每个主机。如果主机太多，您的网络带宽中很大一部分会被 ARP 请求和响应占用。
此外，您的网络交换机（通常作为 4 个“LAN”端口内置于消费者路由器中）可能会因主机过多而感到不满，因为它们的转发表（基于 MAC 地址，而不是 IP 地址）只有固定大小，并且它们可能会开始“忘记”要转发到哪个端口。
幸运的是（或者是设计使然？），这些问题往往出现在 256 台主机以北的某个地方，因此单个子网中的 254 台主机可能不会遇到这些问题。它们是通常您应该在/24s 之间进行路由而不是使用单个 的原因/16。
分配一个整体的另一个好处/24是，这样我们就有了一些备用空间来分配 DHCP 分配的地址。如今，大多数家庭网络都没有为每个主机分配静态地址 - 它们是由 DHCP 服务器选择并保留一段时间，因此，例如，您的手机不会在每次断开连接时都获得一个新地址。当您的网络几乎满，您会强制 DHCP 服务器尽快开始回收地址。
消费者路由器上的大部分 DHCP 服务器默认地址池只有 100 个地址，因此如果不调整池大小或分配静态地址，您将永远无法达到 254 个地址。
归根结底，虽然我们在全球范围内面临 IPv4 耗尽的问题，但绝对不缺私人的地址（有三个大范围， a /8、 a/12和 a /16，可以使用 - 可以包含超过 65000/24个）。几乎没有理由尝试保存它们，因此没有人会费心使用小于 a 的值/24。
而且，如果您愿意，您当然可以在 上拥有 254 个活动主机/24。大多数消费级路由器/交换机和操作系统在大多数情况下都可以很好地处理它，尽管可能需要进行一些调整（尤其是 DHCP）。
答案2
它们是真实/具体的限制，而不仅仅是理论上的限制。IP 寻址方案并没有“突破”技术的界限，因此其工作原理与宣传的完全一致。
C 类使用 8 位进行主机寻址，因此实际范围是 00000000 - 11111111（0-255 或 256 个序数值）。其中顶部和底部值保留用于广播和路由 ID，从而剩下 254 个可用地址。
IP 寻址根本不关心您的性能。这完全取决于运行网络的硬件和软件，与 IP 寻址方案无关。