在访问web和发送电子邮件时输入web网址或电子邮件地址等应用层地址而不会直接输入IP地址，所以需要实现——应用层地址与ip地址之间的映射。
在数据链路层也不使用IP地址，所以还需ip地址与MAC地址的映射。
1.DNS（Domain Name System）ipv4、ipv6均试用
tcpip中要求每一个互联的计算机都具有唯一的IP地址，并基于此通信，但直接使用IP地址不方便。
主机识别码：为每一台计算机赋予唯一的主机名，DNS系统可以维护一个用来表示组织内部主机名和IP地址之间的对应关系数据库。
域名：为了识别主机名称和组织机构名称的一种具有分层的名称。比如pepper.kusa.ac.jp
域名服务器：管理域名的主机和相应的软件。
解析器（Resolver）：进行DNS查询的主机和软件。用户使用的工作站或者个人电脑都属于解析器
DNS查询流程：解析器向域名服务器进行查询，接收这个查询请求的域名服务器先在自己的数据库中进行查询，若无则向上一层根域名服务器进行查询，知道知道到指定的域名服务器并返回相应的数据。
DNS不仅管理主机名与ip地址的映射关系，还管理众多其他信息，包括A（主机名的IP地址）、NS(域名服务器)、CNAME（主机别名对应的规范名称）、WKS（已知的服务）、MINFO（邮箱与邮件组信息）等等等等
2.ARP 仅ipv4适用
起初从一个IP地址广播发送ARP请求包，其中包含了想要了解其MAC地址的主机IP地址。目标地址将自己的MAC地址填入ARP响应包返回，由此获得MAC地址并缓存至一个ARP缓存表中，接收端也可以由此缓存发送端的MAC地址，这样下次不用再广播查询了。缓存有期限，过期将被清除，这样当ip与MAC映射关系变化也可以正确发送。
由ip地址广播就可以发送数据为什么还需要MAC？？？（IP地址与MAC地址缺一不可？？？）
答：应该考虑发送给其他数据链路中的主机时的情况。
比如主机A想发送给主机B需要经过路由器C,即使知道了B的MAC，由于C会隔断两个网络，还是无法发送数据给B，此时A必须先将数据发送给C的MAC地址C1；若MAC地址就用广播地址则路由器D也会收到该消息并将数据转发给路由器C,导致数据报被重复发送。在以太网中下次要经过哪个路由器（MAC）发送数据包这一信息非常重要，所以必须知道MAC地址。
若仅凭MAC地址连接所有网络中的主机和节点，那么网桥最初就得向所有计算机发送包，流量过大并且需要维护的表格巨大。所以IP地址也不可或缺。
综上MAC与IP缺一不可，二者相关联产生ARP协议。
RARP逆地址解析，从MAC地址定位IP地址。使用嵌入式设备（例如打印机等）时没有输入接口或无法通过DHCP动态获取IP地址等类型情况时使用RARP，需要架设RARP服务器。插电启动设备时该设备会发送一条“我的MAC地址是xxx,请告诉我我的ip是？？”的请求信息，RARP服务器会返回“MAC地址是xxx的设备ip地址为xxxxx”的信息给这个设备，而设备据此设置自己的IP地址。
代理ARP:通常ARP包会被路由器隔离，但采用代理ARP的路由器可以将ARP请求转发给邻近的网段，由此两个以上网断的节点之间可以像在同一个网段中通信。
3.辅助IP的ICMP
功能：确认ip包是否成功送达目标地址，通知在发送过程当中ip包被丢弃的具体原因，改善网络设置。
ICMP的消息使用ip进行发送，大致分为两类：一是通知出错原因的错误消息，一是用于诊断的查询消息。
主要有：类型3 ICMP目标不可达消息（ip路由器无法将ip数据包发送给目标地址）
类型5 ICMP重定向消息（发送端主机使用了次优的路径发送数据）
类型11 ICMP超时消息（生存周期TTL减为0时ip包被丢弃）traceroute就是基于此实现的
类型0、8 ICMP回送消息（判断所发送的数据包是否已经成功到达对端） ping命令就是基于此实现的
ICMP原点抑制消息、路由器探索消息、地址掩码消息
ICMPv6:ipv4中ICMP仅作为辅助作用，即便没有也可以实现通信；
ipv6中ICMP作用被扩大，包含ARP功能（作为ICMPv6中的邻居探索消息实现），若无则无法实现通信
4.DHCP
移动到一个新的地方就重新设置ip很麻烦，所以DHCP实现自动设置IP地址，统一管理IP地址分配，实现即插即用。
DHCP的工作机制：首先要架设DHCP服务器，将所需分配的IP地址设置到服务器上，此外还需设置相应的子网掩码、路由控制信息及DNS服务器地址等
分配IP地址有两种方式，一是由DHCP服务器在特定的IP地址中自动选出一个进行分配，一是针对MAC地址分配一个固定的IP地址。并且这两种方法可以并用。
从DHCP服务器获取IP地址的流程：分为两阶段即使在服务器上重复设置也可以正常工作
第一阶段：1客户端向服务器发送DHCP发现包（要求设置IP地址和子网掩码）->2服务器向客户端发DHCP提供包（通知可以使用的网络设置）
第二阶段：3客户端向服务器发送DHCP发现包（通知想要使用在2中通知的设置）->4服务器向客户端发DHCP提供包（通知允许使用3的网络设置）
DHCP服务器必须具备以下功能：在分配ip地址前发送ICMP回送请求包，确认没有返回应答
DHCP客户端必须：针对从服务器那里获得的IP地址发送ARP请求包，确认没有返回应答
家庭网络大都只有一个以太网网段，路由器充当DHCP角色，企业有多个网段，需要将DHCP统一管理，可以采用DHCP中继代理实现
5.NAT
在本地网络中使用私有地址，在连接互联网式转而使用全局ip地址。可以转换tcp/udp端口号的叫NAPT技术。
在NAT(NAPT)路由器内部有一张自动生成的用来转换地址的表，当似有网络中的多台机器同时要和外部进行通信时，仅仅转换IP地址会担心全局IP地址不够用，这是采用包含端口号一起转换的NAPT方式。
NAT问题：
1.无法从NAT外部向内部服务器建立连接
2.转换表的生成与转换操作都会产生一定的开销
3.通信过程中一旦NAT遇到异常重启所有的TCP连接都将被重置
4.即使准备两台NAT服务器做容灾备份TCP连接还是会被断开
解决：
1.用ipv6
2.NAT穿越
6.IP隧道
网络A、B使用ipv6,处于中间位置的网络C使用ipv4的话，A与B只见无法直接通信，为了让他们正常通信必须采用ip隧道功能。
ip隧道中将A中发来的数据包统合为一个数据并追加一个ipv4首部以后转发给网络C，然后删除ipv4首部。
7.ip多播及相关技术
在多播通信中确认接收端是否存在（通过MLD实现）非常重要，若没有接收端，发送多播消息会造成网络流量的浪费。
IGMP(MLD)两大作用：1.向路由器表明想要接收多播消息（并通知想接收多播的地址）2.向交换集线器通知想要接收多播的地址
8.ip任播
为那些提供同一种服务的服务器配置同一个IP地址，并与最近的服务器进行通信
9.通信质量控制
RSVP包括点对点的详细优先控制(IntServ)和相对较粗粒度的优先控制（DiffServ）
10.显式拥塞通知
11.Mobile IP