IP协议概述IP协议的核心功能标识节点和链路用唯一的IP地址标识每一个节点用唯一的IP网络号标识每一个链路。寻址和转发路由确定节点所在网络的位置选择适当路径将IP包转发到目的节点。适应各种数据链路根据链路的MTU对IP包进行分片和重组建立IP地址到数据链路层地址的映射通过ARP。IP网络构成IP网络有多个IP网段构成每个网段对应一个链路路由器负责将不同链路的网段连接起来适配链路层协议在网络之间转发数据包广播域隔离路由器默认不转发广播包防止广播风暴常见协议号IP数据包头部字段用于表示上层协议IP地址IP地址格式长度32个2进制位通常使用点分十进制表示结构网络号区分网段主机号区分主机分类(有类编址方式)全部IP地址有类特殊IP地址私有IP地址IP子网划分原因分类IP地址A/B/C类导致IP地址资源浪费严重。IP网络数量不敷使用。业务扩展缺乏灵活性。无法应对Internet的爆炸式增长。子网划分的相关计算概念对应公式VLSM--可变长子网掩码允许在同一网络中使用多个不同的子网掩码划分出不同大小的子网优势使得IP地址利用更加有效CIDR---无类域间路由ARP协议地址解析协议基本ARP定义在同一个广播域内将IP地地址解析为MAC地址的协议0__0属于网络层协议工作流程发送端广播ARP请求Opcode1目标MAC为FF-FF-FF-FF-FF-FF询问目标IP对应的MAC。目标主机收到后单播回复ARP应答Opcode2携带自己的MAC地址。发送端将解析到的MAC存入ARP缓存表arp -a可查看。无故Arp请求型无故arp发送者IP和目标IP都是自己的IP作用用于检测IP地址冲突如果收到应答则说明该IP已经被占用应答性无故arp主动广播自己的IP-MAC映射作用用于更更新其他主机的ARP缓存表刷新交换机的MAC地址表代理Arp原理主机A需要解析另一个网段的主机的Mac地址时路由器使用自己的mac地址回复主机A的arp请求效果路由器让主机A以为自己和主机B在同一网段实际上数据包是先发给了路由器然后路由器转发收到回复之后在有路由器转发回复但是此时回复报文的源mac已经变成路由器的mac地址了典型场景实现在没有配置默认网关的主机也可以跨网段通信Rarp逆地址解析协议根据一致的Mac地址表获取IP地址的过程。典型场景无盘工作站无盘工作站无硬盘启动后发送 RARP请求广播内容是其MAC地址。RARP服务器 在映射表中查找该MAC对应的IP地址。服务器单播回复 RARP应答把IP告诉工作站。工作站获得IP后再通过TFTP等协议从服务器下载操作系统启动。IP包的转发主机转发IP单播包若目的IP的网络号与本机网络号相同 → 目的处于直连网段直接发送。若目的IP的网络号与本机网络号不同 → 将IP包交给默认网关路由器处理。路由器转发IP单播包若目的网络号与路由器任一接口的网络号相同 → 目的在直连网段直接交付。否则 → 路由器通过查找路由表判断下一跳路由器地址继续转发主机接受IP包的条件任选其中1个目的IP地址等于自己的IP地址单播。目的IP地址是一个广播地址。目的IP地址是一个组播地址且本机某个服务属于该组播组否则就会丢弃其余相关协议ICMP互联网控制报文协议作用定义了网络层控制、错误报告和传递消息的功能。应用可用于报告IP数据包传递过程中发生的错误、失败等信息。分类ICMP差错消息、ICMP查询消息如Ping和Traceroute基于ICMP实现。NAT网络地址转换地址转换NAT技术通常用于解决私有IP地址访问公网的问题讲义典型考题中提及。