IP 協議是互聯網的核心協議，工作在網絡層。它給網絡中的設備分配唯一的 IP 地址，把上層數據封裝成數據包，然后根據目的 IP 地址通過路由器等設備進行轉發，實現數據在不同網絡間的傳輸。它還能在必要時對數據包進行分片和重組，以適應不同網絡的 MTU 限制，為互聯網上的設備通信提供了基礎的尋址和數據傳輸功能。
IP 地址就像是網絡中每個主機的 “身份證”，具有標識主機身份和位置的作用。
ip由網絡號和主機號構成：
通過合理設置主機號和網絡號，就可以保證在相互連接的網絡中，每臺主機的 IP 地址都不相同。
那么問題來了，手動管理子網內的 IP，是一個相當麻煩的事情。
- 有一種技術叫做 DHCP，能夠自動的給子網內新增主機節點分配 IP 地址，避免了手動管理 IP 的不便。
- 一般的路由器都帶有 DHCP 功能。因此路由器也可以看做一個 DHCP 服務器。
ip報文：
?有類地址分類?：
它是ip最基礎的分類，把IP地址可以分為五類：A\B\C\D\E，不好的是它對每一個類區分以后會有不同的要求，而且數量上有限制。
針對這種效率不高的情況提出了新的劃分方案，稱為 CIDR (Classless Interdomain Routing)：
- 引入一個額外的子網掩碼 (subnet mask) 來區分網絡號和主機號；
- 子網掩碼也是一個 32 位的正整數。通常用一串 "0" 來結尾；
- 將 IP 地址與子網掩碼進行 "按位與" 操作，得到的結果就是網絡號；
- 網絡號和主機號的劃分與這個 IP 地址是 A 類、B 類還是 C 類無關；
通過將 IP 地址與子網掩碼的反碼進行按位與運算，得到的結果就是主機號；通過讓 IP 地址和子網掩碼進行按位與運算，就能得到網絡號。
所以在這個子網范圍里面不存在網絡號主機和廣播主機，所以可以用的主機只有256-2=254個
主機號就是.0廣播號就是.255(也就是ip的首位和末位)
特殊的 IP 地址
- 將 IP 地址中的主機地址全部設為 0，就成為了網絡號，代表這個局域網；
- 將 IP 地址中的主機地址全部設為 1，就成為了廣播地址，用于給同一個鏈路中相互連接的所有主機發送數據包；
- 127.* 的 IP 地址用于本機環回 (loop back) 測試，通常是 127.0.0.1
CIDR 在一定程度上緩解了 IP 地址不夠用的問題 (提高了利用率，減少了浪費，但是 IP 地址的絕對上限并沒有增加)，仍然不是很夠用。這時候有三種方式來解決：
- 動態分配 IP 地址：只給接入網絡的設備分配 IP 地址。因此同一個 MAC 地址的設備，每次接入互聯網中，得到的 IP 地址不一定是相同的；
- NAT 技術；
- IPv6：IPv6 并不是 IPv4 的簡單升級版。這是互不相干的兩個協議，彼此并不兼容；IPv6 用 16 字節 128 位來表示一個 IP 地址；但是目前 IPv6 還沒有普及；
私有 IP 地址和公網 IP 地址
如果一個組織內部組建局域網，IP 地址只用于局域網內的通信，而不直接連到 Internet 上，理論上 使用任意的 IP 地址都可以，但是 RFC 1918 規定了用于組建局域網的私有 IP 地址
- 10.*，前 8 位是網絡號，共 16,777,216 個地址
- 172.16. 到 172.31.，前 12 位是網絡號，共 1,048,576 個地址
- 192.168.*，前 16 位是網絡號，共 65,536 個地址
包含在這個范圍中的，都成為私有 IP，其余的則稱為全局 IP (或公網 IP)；
也就是說，私有和共有都是有規定的：在某個范圍內是私有其余就是公有了！
在日常生活中其實都使用的公有IP，私有IP比較少見，例如云服務器就是私有！
NAT技術：
在我看來就是一個轉發技術：NAT 就像一個 “翻譯員”。家里或公司里很多設備用的是不能直接連外網的私有 IP 地址，沒法直接和外網通信。NAT 路由器就把這些設備的私有 IP 地址，轉換成能連外網的公網 IP 地址 。比如你家電腦想上網，它的私有 IP 地址別人不認識，NAT 路由器就把這個地址換成自己的公網 IP，再把上網請求發出去。等外網有回應了，NAT 路由器又能把回應里的公網 IP 換回你家電腦的私有 IP，這樣你家電腦就能正常上網了。而且，它還能讓好多設備共用一個公網 IP，就像很多人用一個 “身份證” 出門一樣，既省了公網 IP 的數量，又能把家里、公司里設備的真實 IP 藏起來，讓外面的人不容易找到，更安全 。
公有+私有=互聯網
網絡層進行了分片，那等目標主機收到以后在網絡層再進行組裝！
交換機是存在于數據鏈路層的！它的作用：劃分碰撞域，減少局域網碰撞！
Mac幀只在局域網內有效，一旦涉及轉發的時候就和mac幀無關了
- IP 地址描述的是路途總體的 起點 和 終點；
- MAC 地址描述的是路途上的每一個區間的起點和終點
在傳輸的過程中，會有情況是需要你知道MAC地址或者一定要知道IP地址，此時就會有一種協議進行交換。
ARP是拿IP換MAC；RARP是拿mac換ip
ICMP 協議
ICMP 協議是一個 網絡層協議
一個新搭建好的網絡，往往需要先進行一個簡單的測試，來驗證網絡是否暢通；但是 IP 協議并不提供可靠傳輸。如果丟包了，IP 協議并不能通知傳輸層是否丟包以及丟包的原因。
ICMP 功能
ICMP 正是提供這種功能的協議；ICMP 主要功能包括：
確認 IP 包是否成功到達目標地址。
- 通知在發送過程中 IP 包被丟棄的原因。
- ICMP 也是基于 IP 協議工作的。但是它并不是傳輸層的功能，因此人們仍然把它歸結為網絡層協議；
- ICMP 只能搭配 IPv4 使用。如果是 IPv6 的情況下，需要是用 ICMPv6；
結論就是：Icmp分為兩大類報文：一類是通知出錯原因 另一類是用于診斷原因
