ip网络基础知识及原理（ip网络技术的基础知识）
今天给各位分享ip网络基础知识及原理的知识，其中也会对ip网络技术的基础知识进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！
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什么是ip？
IP是英文Internet Protocol（网络之间互连的协议）的缩写，中文简称为“网协”，也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中，它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则，规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统，只要遵守 IP协议就可以与因特网互连互通。IP地址具有唯一性，根据用户性质的不同，可以分为5类。另外，IP还有进入防护，知识产权，指针寄存器等含义。基本原理IP是怎样实现网络互连的？各个厂家生产的网络系统和设备，如以太网、分组交换网等，它们相互之间不能互通，不能互通的主要原因是因为它们所传送数据的基本单元（技术上称之为“帧”）的格式不同。IP协议实际上是一套由软件程序组成的协议软件，它把各种不同“帧”统一转换成“IP数据包”格式，这种转换是因特网的一个最重要的特点，使所有各种计算机都能在因特网上实现互通，即具有“开放性”的特点。
那么，“数据包” 是什么？它又有什么特点呢？数据包也是分组交换的一种形式，就是把所传送的数据分段打成 “包”，再传送出去。但是，与传统的“连接型”分组交换不同，它属于“无连接型”，是把打成的每个“包”（分组）都作为一个“独立的报文”传送出去，所以叫做“数据包”。这样，在开始通信之前就不需要先连接好一条电路，各个数据包不一定都通过同一条路径传输，所以叫做“无连接型”。这一特点非常重要，它大大提高了网络的坚固性和安全性。
每个数据包都有报头和报文这两个部分，报头中有目的地址等必要内容，使每个数据包不经过同样的路径都能准确地到达目的地。在目的地重新组合还原成原来发送的数据。这就要IP具有分组打包和集合组装的功能。
在实际传送过程中，数据包还要能根据所经过网络规定的分组大小来改变数据包的长度，IP数据包的最大长度可达 65535个字节。
IP协议中还有一个非常重要的内容，那就是给因特网上的每台计算机和其它设备都规定了一个唯一的地址，叫做“IP 地址”。由于有这种唯一的地址，才保证了用户在连网的计算机上操作时，能够高效而且方便地从千千万万台计算机中选出自己所需的对象来。现在电信网正在与 IP网走向融合，以IP为基础的新技术是热门的技术，如用IP网络传送话音的技术（即VoIP）就很热门，其它如IP over ATM、IPover SDH、IP over WDM等等，都是IP技术的研究重点。IPV4地址所谓IP地址就是给每个连接在Internet上的主机分配的一个32bit地址。
按照TCP/IP（Transport Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/Internet协议）协议规定，IP地址用二进制来表示，每个IP地址长32bit，比特换算成字节，就是4个字节。例如一个***用二进制形式的IP地址是“00001010000000000000000000000001”，这么长的地址，人们处理起来也太费劲了。为了方便人们的使用，IP地址经常被写成十进制的形式，中间使用符号“.”分开不同的字节。于是，上面的IP地址可以表示为“10.0.0.1”。IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”，这显然比1和0容易记忆得多。
有人会以为，一台计算机只能有一个IP地址，这种观点是错误的。我们可以指定一台计算机具有多个IP地址，因此在访问互联网时，不要以为一个IP地址就是一台计算机；另外，通过特定的技术，也可以使多台服务器共用一个IP地址，这些服务器在用户看起来就像一台主机似的。
将IP地址分成了网络号和主机号两部分，设计者就必须决定每部分包含多少位。网络号的位数直接决定了可以分配的网络数（计算方法2^网络号位数）；主机号的位数则决定了网络中最大的主机数（计算方法2^主机号位数-2）。然而，由于整个互联网所包含的网络规模可能比较大，也可能比较小，设计者最后聪明的选择了一种灵活的方案：将IP地址空间划分成不同的类别，每一类具有不同的网络号位数和主机号位数。
IP地址是IP网络中数据传输的依据，它标识了IP网络中的一个连接，一台主机可以有多个IP地址。IP分组中的IP地址在网络传输中是保持不变的。
（一）.基本地址格式 (IPv4)
现在的IP网络使用32位地址，以点分十进制表示，如192.168.0.1。
地址格式为：IP地址=网络地址＋主机地址 或 IP地址=网络地址＋子网地址＋主机地址。
网络地址是因特网协会的ICANN（the Internet Corporation for Assigned Names and Numbers）分配的，下有负责北美地区的InterNIC、负责欧洲地区的RIPENIC和负责亚太地区的APNIC 目的是为了保证网络地址的全球唯一性。主机地址是由各个网络的系统管理员分配。因此，网络地址的唯一性与网络内主机地址的唯一性确保了IP地址的全球唯一性。
（二）.保留地址的分配
根据用途和安全性级别的不同，IP地址还可以大致分为两类：公共地址和私有地址。公用地址在Internet中使用，可以在Internet中随意访问。私有地址只能在内部网络中使用，只有通过代理服务器才能与Internet通信。
IP地址查询
开始---运行，输入cmd---在弹出的对话框里输入ipconfig/all ，然后回车出现列表，
其中有一项：ip address就是ip地址
IP地址的分类
网络号：用于识别主机所在的网络；
主机号：用于识别该网络中的主机。
IP地址分为五类，A类保留给***机构，B类分配给中等规模的公司，C类分配给任何需要的人，D类用于组播，E类用于实验，各类可容纳的地址数目不同。
A、B、C三类IP地址的特征：当将IP地址写成二进制形式时，A类地址的第一位总是0，B类地址的前两位总是10，C类地址的前三位总是110。
1. A类地址
（１）A类地址第1字节为网络地址，其它3个字节为主机地址。
（２）A类地址范围：1.0.0.1—126.255.255.254
（３）A类地址中的私有地址和保留地址：
① 10.X.X.X是私有地址（所谓的私有地址就是在互联网上不使用，而被用在局域网络中的地址）。
范围（10.0.0.0-10.255.255.255）
② 127.X.X.X是保留地址，用做循环测试用的。
2. B类地址
（１） B类地址第1字节和第2字节为网络地址，其它2个字节为主机地址。
（２） B类地址范围：128.0.0.1—191.255.255.254。
（３） B类地址的私有地址和保留地址
① 172.16.0.0—172.31.255.255是私有地址
② 169.254.X.X是保留地址。如果你的IP地址是自动获取IP地址，而你在网络上又没有找到可用的DHCP服务器。就会得到其中一个IP。
3. C类地址
（１）C类地址第1字节、第2字节和第3个字节为网络地址，第4个个字节为主机地址。另外第1个字节的前三位固定为110。
（２）C类地址范围：192.0.0.1—223.255.255.254。
（３） C类地址中的私有地址：
192.168.X.X是私有地址。(192.168.0.0-192.168.255.255)
4. D类地址
（１） D类地址不分网络地址和主机地址，它的第1个字节的前四位固定为1110。
（２） D类地址范围：224.0.0.1—239.255.255.254
5. E类地址
（１） E类地址不分网络地址和主机地址，它的第1个字节的前五位固定为11110。
（２） E类地址范围：240.0.0.1—255.255.255.254
IP的概念是非常广泛的，包括品牌、商标、版权，还有很重要的就是商业秘密、商业模式、商业标准等。IP拥有量的多少，是区分制造与创造的最主要标志，一个国家拥有的IP太少，它的产业或者企业在国际分工中就只能扮演初级加工者的角色。
特殊的IP地址
在IP地址空间中，有的IP地址不能为设备分配的，有的IP地址不能用在公网，有的IP地址只能在本机使用，诸如此类的特殊IP地址众多：
受限广播地址
广播通信是一对所有的通信方式。若一个IP地址的2进制数全为1，也就是255.255.255.255，则这个地址用于定义整个互联网。如果设备想使IP数据报被整个Internet所接收，就发送这个目的地址全为1的广播包，但这样会给整个互联网带来灾难性的负担。因此网络上的所有路由器都阻止具有这种类型的分组被转发出去，使这样的广播仅限于本地网段。
直接广播地址
一个网络中的最后一个地址为直接广播地址，也就是HostID全为1的地址。主机使用这种地址把一个IP数据报发送到本地网段的所有设备上，路由器会转发这种数据报到特定网络上的所有主机。
注意：这个地址在IP数据报中只能作为目的地址。另外，直接广播地址使一个网段中可分配给设备的地址数减少了1个。
IP地址是0.0.0.0
若IP地址全为0，也就是0.0.0.0，则这个IP地址在IP数据报中只能用作源IP地址，这发生在当设备启动时但又不知道自己的IP地址情况下。在使用DHCP分配IP地址的网络环境中，这样的地址是很常见的。用户主机为了获得一个可用的IP地址，就给DHCP服务器发送IP分组，并用这样的地址作为源地址，目的地址为255.255.255.255（因为主机这时还不知道DHCP服务器的IP地址）。
NetID为0的IP地址
当某个主机向同一网段上的其他主机发送报文时就可以使用这样的地址，分组也不会被路由器转发。比如12.12.12.0/24这个网络中的一台主机12.12.12.2/24在与同一网络中的另一台主机12.12.12.8/24通信时，目的地址可以是0.0.0.8。
环回地址
127网段的所有地址都称为环回地址，主要用来测试网络协议是否工作正常的作用。比如使用ping 127.1.1.1就可以测试本地TCP/IP协议是否已正确安装。另外一个用途是当客户进程用环回地址发送报文给位于同一台机器上的服务器进程,比如在浏览器里输入127.1.2.3，这样可以在排除网络路由的情况下用来测试IIS是否正常启动。
专用地址
IP地址空间中，有一些IP地址被定义为专用地址，这样的地址不能为Internet网络的设备分配，只能在企业内部使用，因此也称为私有地址。若要在Internet网上使用这样的地址，必须使用网络地址转换或者端口映射技术。
这些专有地址是：
10/8 地址范围：10.0.0.0到10.255.255.255 共有2的24次方个地址
172.16/12 地址范围：172.16.0.0至172.31.255.255 共有2的20次方个地址
192.168/16 地址范围：192.168.0.0至192.168.255.255 共有2的16次方个地址 [编辑本段]IPV6发展及其特点IPv6是"Internet Protocol Version 6"的缩写，也被称作下一代互联网协议，它是由IETF小组(Internet工程任务组Internet Engineering Task Force)设计的用来替代现行的IPv4(现行的IP)协议的一种新的IP协议。
我们知道，Internet的主机都有一个唯一的IP地址，IP地址用一个32位二进制的数表示一个主机号码，但32位地址***有限，已经不能满足用户的需求了，因此Internet研究组织发布新的主机标识方法，即IPv6。在RFC1884中（RFC是Request for Comments Document的缩写。RFC实际上就是Internet有关服务的一些标准），规定的标准语法建议把IPv6地址的128位（16个字节）写成8个16位的无符号整数，每个整数用四个十六进制位表示，这些数之间用冒号（：）分开，例如：3ffe:3201:1401:1280:c8ff:fe4d:db39
IPv6特点：
扩展的寻址能力
IPv6将IP地址长度从32位扩展到128位，支持更多级别的地址层次、更多的可寻址节点数以及更简单的地址自动配置。通过在组播地址中增加一个“范围”域提高了多点传送路由的可扩展性。还定义了一种新的地址类型，称为“任意播地址”，用于发送包给一组节点中的任意一个；
简化的报头格式
一些IPv4报头字段被删除或变为了可选项，以减少包处理中例行处理的消耗并限制IPv6报头消耗的带宽；
对扩展报头和选项支持的改进
IP报头选项编码方式的改变可以提高转发效率，使得对选项长度的限制更宽松，且提供了将来引入新的选项的更大的灵活性；
标识流的能力
增加了一种新的能力，使得标识属于发送方要求特别处理（如非默认的服务质量获“实时”服务）的特定通信“流”的包成为可能；
认证和加密能力
IPv6中指定了支持认证、数据完整性和（可选的）数据机密性的扩展功能。IP的其他含义1.在电子产品中，IP另一种意思为防水防尘等级
IP（International Protection）防护等级系统是由IEC（International Electro Technical Commission）所起草。将灯具依其防尘、防止外物侵入、防水、防湿气之特性加以分级。这里所指的外物包含工具、人的手指等均不可接触到灯具内之带电部分，以免触电。
IP防护等级是由两个数字所组成，第一个数字表示灯具防尘、防止外物侵入的等级；第二个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度。数字越大，表示其防护等级越高，两个标示数字所表示的防护等级如表一及表二。
第一个标示特性号码（数字）所指的防护程度
第一个标示数字 ：
0 无防护 对外界的人或物无特殊之防护 IP0-
1 防止大于50mm的固体物体侵入 ，防止人体（如手掌）因意外而接触到灯具内部之零件。防止较大尺寸（直径大于50mm）的外物侵入 IP1-
2 防止大于12mm的固体物体侵入，防止人的手指接触到灯具内部之零件。防止中等尺寸（直径大于12mm，长度大于80mm）的外物侵入 IP2-
3 防止大于2.5mm的固体物体侵入，防止直径或厚度大于2.5mm之工具、电线或类似的细小的外物侵入而接触到灯具的内部零件 IP3-
4 防止大于1.0mm的固体物体侵入，防止直径或厚度大于1.0mm之工具、电线或类似的细小的外物侵入而接触到灯具的内部零件 IP4-
5 防尘，完全防止外物侵入。虽不能完全防止灰尘侵入，但侵入的灰尘的量并不会影响灯具的正常操作 IP5-
6 尘密 完全防止外物侵入，且可完全防止灰尘侵入 IP6-
第二个标示特性号码（数字）所指的防护程度
第二个标示数字：
0 无防护 对外界的人或物无特殊之防护 IP-0
1 防止滴水侵入， 垂直滴下的水滴（如凝结水）对灯具不会造成有害影响 IP-1
2 倾斜15°时仍可防止滴水侵入 ，当灯具由垂直倾斜至15°时，滴水对灯具不会造成有害影响 IP-2
3 防止喷洒的水侵入，防雨或防上与垂直的夹角小于60°之方向所喷洒的水进入灯具造成损坏 IP-3
4 防止飞溅的水侵入 ，防止各方向飞溅而来的水进入灯具造成损坏 IP-4
5 防止喷射的水侵入 ，防止来自各方向由喷嘴喷射出的水进入灯具造成损坏 IP-5
6 防止大浪的侵入 ，装设于甲板上的灯具，防止因大浪的侵袭而浸水造成损坏 IP-6
7 防止浸水时的水侵入 ，灯具浸在水中一定的时间或水压在一定的标准以下能确保不因进水而造成损坏 IP-7
8 防止沉没时的水侵入 ，灯具无限期的沉没早指定水压的状况下，能确保不因进水而造成损坏 IP-8
2.IP 表示Ingress Protection（进入防护）
等级的第一标记数字如IP6_ 表示防尘保护等级 (6表示无灰尘进入，参见下表)
第二标记数字如IP_5 表示防水保护等级 (5 表示防护水的喷射，参见下表)
防止固体物质入侵
第一个数字定义描述 防止液体入侵– 第二个数字定义描述
0 无防护。无专门的防护。 0 无防护。无专门的防护。
1 防护50mm直径和更大的固体外来物。防护表面积大的物体比如手（不防护蓄意侵入）。 1 防护水滴(垂直落下的水滴)
2 防护12mm直径和更大的固体外来物。防护手指或其他长度不超过80mm的物体。 2 设备倾斜15度时，防护水滴。垂直落下的水滴不应引起损害。
3 防护2.5mm直径和更大的固体外来物。防护直径或厚度超过2.5mm的工具、金属线等。 3 防护溅出的水。以60度角从垂直线两侧溅出的水不应引起损害。
4 防护1.0mm直径和更大的固体外来物。防护厚度大于1.0mm的金属线或条状物。 4 防护喷水。当设备倾斜正常位置15度时，从任何方向对准设备的喷水不应引起损害。
5 防护灰尘。不可能完全阻止灰尘进入，但灰尘进入的数量不会影响设备的正常运行。 5 防护射水。从任何方向对准设备的射水不应引起损害。
6 不透灰尘。无灰尘进入。 6 防护大浪。大浪或强射水进入设备的水量不应引起损害。
7 防护浸水。在定义的压力和时间下浸入水中时，不应有能引起损害的水量侵入。
8 防护水淹没。在制造商说明的条件下设备可长时间浸入水中。
防水测试（IP_5）的测试方法和主要的测试条件定义如下：
测试方法 –喷嘴的喷水口内径为6.3mm，放于距离测试样品2.5－3m之处。
水流速率 – 12.5 l/min ±5%
测试持续时间 – 1 min/m2 但是 至少持续3分钟。
测试条件 – 从每个可行的角度对测试样品喷射
3.在8088或8086中，IP（instruction pointer）指指令指针寄存器，是CPU内部的一个寄存器，用来存储将要执行的下一条指令的偏移量，可以通过JMP指令改变其值，如：JMP AX为用AX值改变IP，从而实现段间跳转。
4.Intellectual Property
IP是intellectual property的缩写，意思是知识产权(全称为：intellectual property right)。
知识产权是一种无形的财产权，也称智力成果权，它指的是通过智力创造性劳动所获得的成果，并且是由智力劳动者对成果依法享有的专有权利。这种权利包括人身权利和财产权利，也称之为精神权利和经济权利。所谓人身权利是指权利同取得智力成果的人的人身不可分割，是人身关系在法律上的反映。例如、作者在其作品上署名权利、或对其作品的发表权、修改权等等。所谓财产权是智力劳动成果被法律承认以后，权利人可利用智力劳动成果取得报酬或者得到奖励的权利，这种权利也称之为经济权利，知识产权保护的客体是人的心智、人的智力的创造，是人的智力成果权，它是在科学、技术、文化、艺术领域从事一切智力活动而创造的智力成果依法享有的权利。知识产权是国际上广泛使用的一个法律概念。
知识产权包括工业产权和版权（在我国称为著作权）两部分。工业产权包括专利、商标、服务标志、厂商名称、原产地名称、制止不正当竞争等。版权是法律上规定的某一单位或个人对某项著作享有印刷出版和销售的权利，任何人要***、翻译、改编或演出等均需要得到版权所有人的许可，否则就是对他***利的侵权行为。知识产权的实质是把人类的智力成果作为财产来看待。
商标权是指商标主管机关依法授予商标所有人对其注册商标受国家法律保护的专有权。商标是用以区别商品和服务不同来源的商业性标志，由文字、图形、字母、数字、三维标志、颜色组合或者上述要素的组合构成。我国商标权的获得必须履行商标注册程序，而且实行申请在先原则。
著作权是文学、艺术、科学技术作品的原+创作者，依法对其作品所享有的一种民事权利。
专利权与专利保护是指一项发明创造向国家专利局提出专利申请，经依法审查合格后，向专利申请人授予的在规定时间内对该项发明创造享有的专有权。发明创造被授予专利权后，专利权人对该项发明创造拥有独占权，任何单位和个人未经专利权人许可，都不得实施其专利，即不得为生产经营目的制造、使用、许诺销售、销售和进口其专利产品。未经专利权人许可，实施其专利即侵犯其专利权，引起***的，由当事人协商解决；不愿协商或者协商不成的，专利权人或厉害关系人可以向人民******，也可以请求管理专利工作的部门处理。专利保护***取司法和行政执法“两条途径、平行运作、司法保障”的保护模式。本地区行政保护***取巡回执法和联合执法的专利执法形式，集中力量，重点对群体侵权、反复侵权等严重扰乱专利法治环境的现象加大打击力度。
知识产权的三个特点
1、知识产权的专有性，即独占性或垄断性；
2、知识产权的地域性，即只在所确认和保护的地域内有效；
3、知识产权的时间性，即只在规定期限保护。
IP
abbr.
1. =Internet Protocol 【电脑】国际互联网络通讯协定
5.香港警察的一种警衔
ip就是督察(Inspector of Police)的简称：小队指挥官。
6.国际刑警的简称
ip也是国际刑警“I”nternational Criminal “P”olice Organization 的简称。
IP的基本原理
那么，“数据包（data packet）”是什么？它又有什么特点呢？数据包也是分组交换的一种形式，就是把所传送的数据分段打成 “包”，再传送出去。但是，与传统的“连接型”分组交换不同，它属于“无连接型”，是把打成的每个“包”（分组）都作为一个“独立的报文”传送出去，所以叫做“数据包”。这样，在开始通信之前就不需要先连接好一条电路，各个数据包不一定都通过同一条路径传输，所以叫做“无连接型”。这一特点非常重要，它大大提高了网络的坚固性和安全性。每个数据包都有报头和报文这两个部分，报头中有目的地址等必要内容，使每个数据包不经过同样的路径都能准确地到达目的地。在目的地重新组合还原成原来发送的数据。这就要IP具有分组打包和集合组装的功能。
在传送过程中，数据包的长度为30000字节(Byte)(1字节=8二进制位)。
另外，特别注意的是，ip数据包指一个完整的ip信息，即ip数据包格式中各项的取值范围或规定，如版本号可以是4或者6,ip包头长度可以是20字节-60字节，总长度不超过65535字节，封装的上层协议可以是tcp和udp等。
IP协议基本知识
IP 协议是基于 IP 地址将数据包发送给目的主机，能够让互联网上任何两台主机进行通信。他位于七层通信协议中的第三层（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。
主机：配置有IP地址，不进行路由控制的设备。
路由器：既有IP地址又具有路由控制功能的设备。
节点：主机和路由器。
数据链路层实现两个直连设备之间的数据传输，网络层的IP协议实现没有直连的两个网络之间的数据传输。
在TCP/IP通信中使用IP地址识别主机和路由器。IP地址是逻辑地址，需要手工配置或自动获取，为了保证正常通信，每个设备必须配置IP地址。
IP地址由网络号（网段地址）和主机号（主机地址）两部分组成。
IP 地址分为四类，分别是 A类、 B类、 C类、 D类（还有一个保留的E类）。
A类IP地址是首位以“ 0 ”开头的地址。从第1位到第8位是它的网络号，网络号的范围是 0 ~ 127 。其中0和127属于保留地址，减去两个保留地址，因此有126个可用的A类地址。
B类IP地址是前两位以“ 10 ”开头的地址。从第1位到第16位是它的网络号，网络号的范围是128.0 ~ 191.255 。其中128.0和191.255属于保留地址，减去两个保留地址，因此有16382个可用的B类地址。
C类IP地址是前三位以“ 110 ”开头的地址。从第1位到第24位是它的网络号，网络号的范围是192.0.0 ~ 223.255.255 。其中192.0.0和223.255.255属于保留地址，减去两个保留地址，因此有20***150个可用的C类地址。
D类IP地址是前四位以“ 1110 ”开头的地址。从第1位到第32位是它的网络号，网络号的范围是 224.0.0.0 ~ 239.255.255.255 。D类地址没有主机号，用于组播。
当主机号全为 0 时，表示的是网段地址，非主机地址。当主机号全为1时是广播地址，也不是主机地址。因此在分配IP地址过程中，需要排除这两个地址。例如一个C类地址192.168.1.0/24最多只有254个可用主机地址，而不是256个（192.168.1.0和192.168.1.255保留）。
例如：一个 B 类主机地址172.20.1.100的广播地址是 172.20.255.255。
组播使用 D 类地址。因此 IP 地址前四位是“ 1110 ”开头的，就是组播地址。剩下的 28 位就是组播的组编号。组播的地址范围是 224.0.0.0 ~ 239.255.255.255 ，其中 224.0.0.0 ~ 224.0.0.255 既可以在同一个网段内实现组播，又可以跨网段给全网所有组员发送组播包。
解决 IP 地址浪费问题，除了使用子网掩码，还使用了 CIDR 和 VLSM 技术。
CIDR ，即无类域间路由，***用任意长度分割 IP 地址的网络号和主机号。它有两个作用：
把多个网段聚合到一起，生成一个更大的网段。
汇总路由表 IP 地址，分担路由表压力。
CIDR 是主机号向网络号借位，目的是把几个网络汇总成一个大的网络，增加子网主机数量。
VLSM ，即可变长子网掩码，它可以对 A 、 B 、 C 类地址再进行子网划分，以达到充分利用 IP 地址的目的。
VLSM 是网络号向主机号借位，目的是把一个标准的网络划分成几个子网，减少子网主机数量。
IP 地址分为公网地址和私有地址。公网地址是在互联网上使用的，私有地址是在局域网中使用的。公网地址由 Internet NIC 负责分配，通过它直接访问互联网。
私有地址是一段保留的 IP 地址。只在局域网中使用，无法在互联网上使用。但是私有地址可以通过 NAT 技术，将私有地址转换为公网地址接入互联网。
IP路由是设备根据IP地址对数据进行转发的操作。当一个数据包到达路由器时，路由器根据数据包的目的地址查询路由表，根据查询结果将数据包转发出去，这个过程就是IP路由。
路由表的生成方式有两种：一种是手动设置，也叫静态路由。另一种是路由器之间通过交换信息自动刷新，也叫动态路由。
只要确定了IP地址，就可以向这个目标地址发送IP数据报文。但是在进行实际通信时，还要知道每个IP地址所对应的MAC地址。
地址解析协议，简称ARP协议。是根据目的设备的IP地址来查询对应 MAC 地址的协议。
当主机A向同一个网段内的主机C发送数据，但是不知道主机C的MAC 地址。
ARP请求：主机A以主机C的IP地址为目的IP地址，以广播MAC地址为目的MAC地址，在同网段内发送这个广播报文，这个报文就叫ARP请求报文。
二层交换机不查看IP地址，根据目的MAC地址将报文除接收端口外的所有端口发送。
1）主机A使用主机C的IP地址查询ARP，ARP发现主机C不在同一个网段，需要通过默认***（即默认路由的下一跳地址），但是没有***MAC地址。
2）主机A先将发送给主机C的数据放入缓存中，然后发送ARP请求报文，主机A以***IP地址为目的IP地址发送ARP广播请求报文。
3）路由器收到ARP广播请求报文后，将主机A的MAC地址和对应端口添加到自己的 MAC表中，然后查看目的IP地址发现是请求自己的MAC地址，于是单播发送ARP响应报文。
4）主机A收到ARP响应报文后，将发送给主机C的数据封装***MAC地址为目的 MAC地址进行发送。
5）路由器收到报文后，查看目的IP地址，是发送给主机C的，于是查询路由表从相应端口发送数据。由于没有主机C的MAC地址，路由器发送ARP请求报文，源MAC地址和源IP地址替换为发送端口的MAC地址和IP地址。
6）主机C收到ARP请求报文后，添加路由器的端口和MAC地址到MAC地址表，单播发送ARP响应报文。
7）路由器收到主机C的MAC地址后，将其添加到MAC地址表中。将主机A发送给主机 C的报文重新封装，以自己的MAC地址为源MAC地址，以主机C的MAC地址为目的 MAC地址，发送给主机C。
8）主机C收到主机A发送的数据，发送过程结束。当主机C向主机A发送回复报文时，同主机A向主机C发送数据的步骤一致。
如果ARP请求是从一个网络的主机发往同一网段却不在同一物理网络上的另一台主机，那么连接它们的具有代理ARP功能的设备就可以回答该请求，这个过程称作代理 ARP 。
免费ARP是一种特殊的ARP请求，它并非通过IP找到对应的MAC地址，而是当主机启动的时候，发送一个免费ARP请求，即请求自己的IP地址的MAC地址。
与普通ARP请求报文的区别在于报文中的目标IP地址。普通ARP报文中的目标IP地址是其它主机的IP地址；而免费ARP的请求报文中，目标IP地址是自己的IP地址。
免费ARP有以下一些作用：
1）起到一个宣告作用。它以广播的形式将数据包发送出去，不需要得到回应，只为了告诉其它主机自己的IP地址和MAC地址。
2）与普通ARP请求报文的区别在于报文中的目标IP地址。普通 ARP 报文中的目标 IP 地址是其它主机的IP地址；而免费ARP的请求报文中，目标IP地址是自己的IP地址。
3）可用于更新其它主机的 ARP 缓存表。如果该主机更换了网卡，而其它主机的 ARP缓存表仍然保留着原来的MAC地址。这时，通过免费的ARP数据包，更新其它主机的ARP缓存表。
IP提供尽力而为的服务，指为了把数据包发送到目的地址尽最大努力。它并不做对端目的主机是否收到数据包的验证，无法保证服务质量。
ICMP（互联网控制消息协议）是提供这类功能的一种协议。ICMP的主要功能包括，确认IP包是否成功送达目的地址，通知发送过程中IP包被丢弃的原因。
ICMP报文像TCP/UDP 一样通过IP进行传输，但是ICMP的功能不是传输层的补充，应该把它当做网络层协议。ICMP头部封装字段如下图。
通过类型字段和编码字段的取值判断这个ICMP消息的类型。常见的ICMP消息所对应的类型和编码值如下图。
ping工具就是通过 ICMP 消息测试网络层连通性的。源主机发出 Echo request 消息，目的主机回应 Echo reply 消息，则两台主机间的网络层通信正常。也可以通过 ping命令来判断目标主机是否启用。
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