IP基本认识
TP在TCP/IP参考模型中处于第三层，也就是网络层。
网络层的主要作用：实现主机与主机之间的通信，也叫点对点通信。
网络层和数据链路层的关系
MAC（数据链路层）是实现直连的两个设备之间通信，而IP（网络层）则负责没有直连的两个网络之间进行通信传输。
IP地址的基础知识
在TCP/IP网络通信时，为了保证能正常通信，每个设备都需要配置正确的IP地址，否则无法实现正常的通信。
IP地址（IPV4地址）由32位正整数来表示，IP地址在计算机是以二进制的方式处理的。
为什么超过了43亿，还可以支持这么多IP，采用了NAT技术。
NAT技术：网络地址转换协议，一个局域网甚至只需要一个IP地址就可以了。
IP地址的分类
A类地址：0-127，主机位24
B类地址：128-191，主机位16
C类地址：192-223，主机位8
当主机号全为1指定某个网络下的所有主机，用于广播
当主机号全为0指定某个网络。
DE没有主机号，D常用于多播。224-239
E类预留。
IP分类的优点就是简单明了，选路（基于网络地址）简单。
第一位为0：A类地址
第二位为0：B类地址
第三位为0：C类地址
第四位为0：D类地址
第五位为0：E类地址
IP分类的缺点
- 同一网络下没有地址层次。
- 不能很好的与现实网络匹配
所以提出了无分类地址CIDR。
32位的IP地址被划分成两部分，前面是网络号，后面是主机号。
还有一种划分网络号与主机号形式，就是子网掩码。
将子网掩码和IP地址按位运算AND，就可得到网络号。
IP协议相关技术
DNS域名解析
ARP和RARP协议
DHCP动态获取IP地址
NAT网络地址转换
ICMP互联网控制报文协议
IGMP因特网组管理协议
DNS域名解析
DNS可以将域名地址自动转换为具体的IP地址。
DNS中，域名是靠句点来分隔的，越靠右的位置表示其层级越高。
域名解析的流程
DNS域名解析的过程是只指路不带路。
ARP
知道了IP地址之后，还需要知道MAC地址。
可以通过ARP协议，根据IP地址获取下一跳的MAC地址。
ARP是借助ARP请求和ARP响应两种类型的包确定MAC地址。
- 主机会通过广播发送ARP请求，这个包中包含了想要知道的MAC地址的主机IP地址。
- 当同个链路中的所有设备收到ARP请求，会去拆开ARP请求包里的内容，如果ARP请求包中的目标IP地址与自己的地址相同，那么这个设备就将自己的MAC地址塞入ARP相应包返回主机。
操作系统会把第一次通过ARP获取的MAC地址缓存起来，以便下次直接在缓存中找到对应IP地址的MAC地址。
RARP
RARP是已知MAC地址求IP地址。
比如打印机等小型嵌入式设备接入网络中就要用到。
在接入设备的时候，会发出RARP请求，我的MAC地址是***，请问我的IP地址应该是多少。
RARP服务器收到之后，会返回MAC地址为XXX的设备，IP地址为XXX。
DHCP
DHCP动态获取IP地址。
如果快到期了，客户端会想服务器发送DHCP请求报文。
- 服务器如果同意继续租用，则用DHCP ACK报文进行应答，客户端就会延长租期。
- 服务器如果不同意继续租用，则用DHCP NACK报文，客户端就要停止使用租约的IP地址。
可以发现，在交互中，全程都是使用UDP广播。
NAT
网络地址转换NAT。
简单来说就是NAT整个公司、家庭、教室的主机对外部通信时，将私有IP地址转换为公有IP地址。
NAT的缺点：
- 外部无法主动与NAT内部服务器建立连接，因为NAPT转换表没有转换记录
- 转换表的生成与转换操作都会产生性能开销。
- 通信过程中，如果NAT路由器重启了，所有的TCP连接都将被重置。
ICMP
ICMP互联网控制报文协议
ICMP的主要功能包括：确认IP包是否成功送达目标地址，报告发送过程中IP包被废弃的原因和改善网络设置等。
IGMP
IGMP是因特网组管理协议，工作在组播成员和最后一跳路由之间。