图解TCP/I读书笔记之二——IP协议（第四章）

网络层（互联网层）

TCP/IP的心脏是互联网层。这层主要由IP和ICMP两个协议组成。
网络层的主要作用是“终端节点之间的通信”。网络层的下一层——数据链路层的主要作用是再互联同一种数据链路的节点之间进行包传递。而一旦跨越多种数据链路，就需要借助网络层。
数据链路层和网络层的关系：数据链路层提供直连两个设备之间的通信功能。网络层的IP则负责在没有直连的两个网络之间进行通信传输。

IP基础知识
IP地址属于网络层地址，用于在“连接到网络中的所有主机中识别出进行通信的目标地址”；MAC地址是用来标识同一个链路中不同计算机的一种识别码
IP数据包的传输：当某个IP包到达路由器，路由器首先检查目标地址，从而再决定下一步应该将这个包发往哪个路由器，然后将包发送过去，当这个包到那个路由器，会再次经历查找下一个目标地址的过程，并由该路由器转发给下一个。该过程可能会被反复多次。
IP包被转发到途中某个路由器时候，实际是装入数据链路层的数据帧以后再被送出。
数据链路的抽象：不同数据链路的最大区别就是他们各自的最大传输单位不同（MTU不同），就好像人们在邮寄包裹或行李有各自大小限制
为解决上面问题，IP进行分片处理。将较大的IP包分成多个较小的IP包，分片的包到了对端目标地址以后会再被组合起来传给上一层，即从IP的上层看，可以忽略数据包在途中各个数据链路层的MTU。
IP属于面向无连接型：即发包之前，不需要与对端目标地址建立连接。为了提高可靠性，上一层的TCP采用面向有连接型。确保对端主机确实受到数据。

IP地址的基础知识
IP地址由“网络标识（网络地址）”和“主机标识（主机地址）”两部分组成

网络标识和主机标识的区分，有两种，一是用子网掩码，二是看类型（A,B,C,D）
IP地址分类：四个级别，A类，B类、C类、D类
A类，0开头，1到8是网络地址。0.0.0.0~127.0.0.0是A类的网络地址，后24位是主机标识。
B类，10开头，1到16是网络地址。128.0.0.0~191.255.0.0是B类的网络地址，后24位是主机标识。
C类，110开头，1到24是网络地址。192.0.0.0~223.255.255.0是C类的网络地址，后24位是主机标识。
D类，1110开头，1到32是网络地址。224.0.0.0~239.255.255.255是D类的网络地址，后24位是主机标识。D类没有主机标识，常用语多播
注意：表示主机地址时候，主机地址不可以全是0或1，因为全是0表示对应网络地址不可获知，全是1通常为广播。
广播地址：用于同一个链路中项目链接的主机之间发送数据包。将IP地址的主机地址全部设置为1就是广播地址。
IP多播
子网掩码：直接使用A类，B类，浪费。所以产生子网掩码，子网掩码的二进制为1的位，对应一个ip地址的网络地址，0对应主机标识。即。用IP地址的二进制与子网掩码的二进制对应做与运算即可得到该网络的网络地址。
全局IP地址需要再整个互联网内范围保持唯一，但是私有地址不需要，只需要在同一个域中保持唯一即可。私有网络的IP地址如下：10.0.0.1~10.255.255.255(10/8)A类、172.16.0.0~172.31.255.255（172.16/12）B类、192.168.0.0~192.168.255.255（192.168/16）C类。