一、什么是ip協議?
1.1、ip協議是網絡層協議，ip協議的本質工作是提供一種能力，把數據可靠的跨網絡從主機A送到主機B；
1.2、什么是ip？
ip=目標網絡+目標主機；
畫圖圖解:
如圖，當主機A想要把數據發給主機B時，需經過主機A所在的網絡的路由器進入到網絡x，再由網絡x經過路由器進入網絡2，再從網絡2中找到主機B；
1.3 認識ip協議報頭
①4位版本：
ip協議的版本號，對于ipv4來說就是4；
②4位首部長度：
4個bit位能表示的最大范圍是：[0000,1111]即[0 , 15] ,計算單位為4字節，即4個bit位能表示的字節范圍是0~60字節，因為ip的報頭總長度=固定長度為20字節+選項長度，所以整個報頭的長度范圍為：20~60字節，也就是選項的最大長度為40字節！
③8為服務類型：
4位 TOS分別表示: 最小延時, 最大吞吐量, 最高可靠性, 最小成本. 這四者相互沖突, 只能選擇一個！
④16位總長度：
ip數據報整體占多少字節！！也是就是報頭+選項+數據整體長度！！通過整體長度-選項-固定報頭長度=數據長度！！通過首部長度和總長度可以實現報頭跟有效載荷的分離！！！
⑤8位生存時間：
TTL，數據報文到達目的地的最大報文跳數，一般是64，每經過一個路由，TTL -1，當減到0還沒到達，丟棄這個報文！！
⑥8位協議：
用來決定ip的有載荷向上交個哪一個協議！
⑦32位源IP地址：
自己的IP地址，數據發送的出發地！
⑧32位目的IP地址：
對發方的ip地址，數據到達的目的地！
二、認識路由器
2.1、報文的中轉站
假設知道了目標ip但是進入不到對方所在的網絡，那么數據一樣發送不了給對方！
因此必須要有一個中轉站，這個中轉站就是連接內網跟外網的路由器！！
ip報文通過路由器進行不斷的轉發，就能實現跨網絡將數據從主機A送達至主機B！！
2.2、路由器的結構
路由器本質上也是內網里的一臺主機！！只是這臺主機同時存在于至少兩個子網內！！也就是說路由器可以同時存在兩個ip地址！！我們可以認為它存在多張網卡就行!
2.3、路由器的功能
路由器一般是子網中的第一臺設備，一般他的ip地址都是網絡號！
路由器除了有轉發ip的功能外，還有一個重要的作用就是構建子網！
DHCP:路由器自動給新增的主機分配ip地址，路由器相當于一臺DHCP服務器！！
2.4 所以其實我們數據傳輸是這樣的
三、網段劃分
3.1、IP地址劃分為網絡號+主機號
網絡號：保證相互連接的兩個網段具有不同的標識;
主機號: 同一網段內, 主機之間具有相同的網絡號, 但是必須有不同的主機號
圖解：
3.2、這些ip地址是怎么來的？
由一開始進行網絡基站建設的運營商聯合規定出來的ip地址劃分：
上圖是曾經的五種IP地址分類，這種分類方法會導致大多數的ip被浪費掉：
例如：
申請了一個B類地址, 理論上一個子網內能允許6萬5千多個主機. A類地址的子網內的主機數更多.?
然而實際網絡架設中, 不會存在一個子網內有這么多的情況. 因此大量的IP地址都被浪費掉了！
新的方案CIDR：
①、引入一個額外的子網掩碼（subnet mask）來區分網絡號和主機號；
②、子網掩碼是一個32位的正整數；
③、將ip地址和子網掩碼進行按位與操作得到的就是網絡號；
④、網絡號和主機號的劃分和這個IP地址是A、B、C。。類無關；
例1：
例2：
可見,IP地址與子網掩碼做與運算可以得到網絡號, 主機號從全0到全1就是子網的地址范圍;
IP地址和子網掩碼還有一種更簡潔的表示方法,例如140.252.20.68/24,表示IP地址為140.252.20.68, 子網掩碼的高 24位是1,也就是255.255.255.0?
3.3、特殊的ip地址
網絡號：子網地址范圍中首個地址
廣播號：子網地址范圍中最后一個地址
本地環回測試地址：127.0.0.1
3.4、面對ip地址不足的解決方法
① 動態分配IP地址，只給入網設備分配IP地址，退網回收ip；
②NAT技術
③IPV6,16字節128位表示一個ip地址
四、公有IP地址和私有IP地址
4.1、一般我們平時使用的都是私有ip，只有向云服務器、運營商用到的才是公網ip地址；
如圖：
①、一個路由器可以配置兩個IP地址，一個為WAN口，一個為LAN口ip（子網ip）;
②、連接LAN口的主機從屬于這個路由器的子網中；
③、同一子網不可能出現相同IP地址，不同子網的ip地址可能出現相同；
④、一個內網的ip地址是不可能出現在公網中，所以子網內的主機想要訪問公網時，路由器會將ip地址進行替換，目標地址保持不變，源ip地址替換為路由器的WAN口ip地址，，這樣逐級替換就能訪問到公網了，這種技術稱為NAT技術
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咱下期見！！！
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