图解TCP/IP（IP）

前言：
IP相当于OSI参考模型中的第三层——网络层。
网络层的下一层——数据链路层的主要作用是再互联网一种数据链路的节点之间进行包传递。一旦跨越多种数据链路，就需要借助网络层。网络层的主要作用是“实现终端节点之间的通信”，这种终端节点之间的通信也叫“点对点通信”。
IP的主要作用就是再复杂的网络环境中将数据包发给最终的目标地址。
IP首部信息：

1、网络层与数据链路层的关系
数据链路层提供直连两个设备之间的通信功能，作为网络层的IP则负责在没有直连的两个网络之间进行通信传输。
例如：旅行从一个地方到另一个地方（网络层，点对点），需要做火车，飞机，汽车等（数据链路层，一个限定区间）。

2、IP地址
IP地址（ipv4）由32位正整数表示，IP地址在计算机内部以二进制方式处理，将32位IP地址分为4组，8位一组。ip地址由网络标识和主机标识两个部分组成。网络标识在数据链路层的每个段的配置不同的值，网络标识保证相互连接的每个段的地址不相重复，而相同段内相连的主机必须有相同的网络地址，主机标识则不允许在同一个网段内重复出现。
IP地址的分类
A类：以“0”开头的地址，从第一位到第八位是网络标识（0.0.0.0~127.0.0.0），后24位为主机标识。
B类：以“10”开头，1-16为网络标识（128.0.0.1~191.255.0.0），后16位为主机标识。
C类：以“110”开头，1-24位为网络标识（192.168.0.0~239.255.255.0），后8位为主机标识。
D类：以“1110”开头，1-32位为网络标识（224.0.0.0~239.255.255.255），没有主机标识，常用于多播。
把主机地址全部置为1，则是该网络链路的广播地址。

3、子网掩码
将原来A、B、C等分类中的部分主机地址用作子网地址，将原网络分为多个物理网络的一种机制。导入了子网后，IP地址就有了两种识别码，一种是IP地址本身，另一个是标识网络部分的子网掩码。子网掩码也是一个32位的数字，对应的IP地址网络标识的部分的位全部为“1”，主机标识的部分全部为“0”.
对于子网掩码有两种表示：
以172.20.100.52前26位为网络标识为例
（1）
IP地址： 172.20.100.52
子网掩码：255.255.255.192
网络地址：172.20.100.0
子网掩码：255.255.255.192
多播地址：172.20.100.63
子网掩码：255.255.255.192
（2）
IP地址： 172.20.100.52 /26
网络地址：172.20.100.0 /26 （0可以省略，172.20.100 /26）
多播地址：172.20.100.63 /26

4、DNS
DNS系统主要用来管理主机名和IP地址之间对应关系，在这个系统中可以对数据进行变更和设定，它可以维护一个用来表示组织内部主机名和IP地址之间对应关系的数据库。

5、ARP
ARP是一种解决地址问题的协议，以目标IP地址位线索，用来定位下一个应该接收数据分包的网络设备对应的MAC地址。如果目标主机不在同一个链路上时，则可以通过ARP查找下一跳路由器的MAC地址。（只适用于IPv4）

6、ICMP（确认网络是否正常工作，以及遇到异常时进行问题诊断）
ICMP的主要功能包括，确认IP包是否成功送达目标地址，通知在发送过程当中IP包被废弃的原因，改善网络设置等。