1. IP 介绍
1. IP是TCP/IP协议族中最核心的一个协议。比如说分用（https://blog.csdn.net/yichen97/article/details/87950880）中的作用。
2. IP的特点：IP提供不可靠、无连接的数据报传送服务。
不可靠。IP有可能丢包，他不能保证IP数据报能成功到达目的地，丢了之后，通过ICMP协议将“为什么丢包？网络上发生了什么事件而造成了这次丢包？”发给信源端。
无连接。IP不维护任何关于后续数据报的状态信息，每个数据报的处理是相互独立的，IP数据报可以不按发送顺序接收。如果一信源向相同的信宿发送两个连续的数据报（A，B），因为每个数据报都是独立的进行路由选择，可以选择不同的路线，因此，B很有可能在A到达之前先到达。IP不用管顺序，只是收到就可以，顺序交到TCP的时候，TCP来做排序（需要按照顺序来收包）。如果TCP先收到了后面的包，就一直做缓存，直到收到之前的包，然后把包的顺序连到一起，最后交给应用程序。
3. 相关命令
ipconfig（Windows）&& ifconfig（Linux）查看信息
netstat 当前会话，比如谁跟谁有连接
2. IP首部
版本<4>：版本号v4，4个bit位，相应也有v6。
首部长度<4>：4个位首部长度，也就是说最大为1111（二进制），换成十进制为15，15其中的1份代表4个字节（32个位），一共有15份，4 * 15，也就是60个字节。故，IP首部最大不可能超过60个字节。一个正常的IP首部，前面的部分到 目的IP地址<32> 一共有20个字节，因为有这个限制（选项<可选> 不能超过40个字节）。
优先级和服务类型<8>：服务类型也叫TOS，从前往后看，TOS字段包括：前3个位的IP优先级、中间4个位的TOS子字段和1个未用位但必须置0。中间4 bit 的TOS分别代表最小延时、最大吞吐量、最高可靠性、最小费用。4个位可以表示为4个1，假如说第一个位被置1，说明这个包需要最小的延时；第二个位被置1，说明这个包需要最大的吞吐量……。给包打上这些位，中间的路由器就可以根据这些位，然后做一些服务质量的差别。但是，如果中间的路由器不对此位理睬，设的这些位也不会起作用，因为这只是一个标记。
总长度<16>：总长度包含IP首部和剩余数据。16个位也就是2的16次方，也就是65535，所以一个整体的IP数据包最大不可能超过65535。
标识<16>：比如说PC要发很多包，第一个包，假如标识是1，第二个包就是2，第三个包就是3，第四个包就是4，每一个包都对应的给它一个id，每新发一个包，id就加1，再发一个包，id还加1。当然第一个包标识肯定不是1，这个id是跟操作系统有关，但能确定的是：每一个包有一个id，每多发一个包，id就会加一个。因为id唯一的包是有可能被分片的，不管分成多少片，这些分片id都是一样的，这样就能让目的的PC，把这些id都为1的收集起来，重组装，而变成一个数据包。不管怎么分片，id都不变。
标志<3>：标志位虽然有三个位，但只有两个位在用，另一个位没有使用。在用的两个位中，其中一个位叫做df位（Don't Fragment），什么是df？比如说有一个分片是2000，MTU是1500，按理说这种情况下就应该分片了，分成一个1500和一个500，如果说那个2000的包df那一位等于1，意思就是这个包不用分片了，直接给目的PC就行了，然后向目的PC回送一个ICMP信息，告诉目的PC是哪一台服务器扔的，MUT是多少什么的，只有当df等于0时才允许分片；另一个位叫做mf位（More Fragments），由于接收端的PC不知道那么多分片，要接收到什么时候才算完成，所以在原始数据报分片完成后，将最后一个分片的mf字段设置为0，如果mf位等于1，说明后面还有其他的分片，如果接收到的分片mf位等于0，则说明，收完了。
片偏移<13>：如果一个包分成很多片，比如说有1号、2号、3号、4号、5号，因为ip是不可靠的，所以在收的时候，有可能就成了3号、2号、1号、5号、4号。刚开始，一号的偏移量就为0，假如1号片大小为1500，那么2号片的偏移量为1500；2号片大小为100，那么3号片的偏移量就是1600；3号片的大小是500，那么4号片的偏移量就是2100……。偏移量的作用就是看这个片应该放到哪个地方，才能把这个偏移量给接下去，不管这个片是什么时候抵达，根据偏移量就能把这些包给串在一起。
生存时间<8>：也叫做TTL，其实与时间没有太多关系，只不过是没过一个路由器，TTL就会减1。一般一个PC发出来是255，过一个路由器就减1，变成254，再过一个253……。好像听起来没有什么用处，但是，如果网络出现环路，不做TTL的话，就永远环下去了；做了TTL，就一直减减减，最后减到0，就丢弃了，不会永远被环下去。
协议<8>：就是每个头部都有一个标记，来告诉下一个头部是什么，比如说TCP的协议是6。
头部校验和<16>：就是将发出去包的内容做一个校验和，收的时候再通过校验算法，再做一次校验和，如果两个校验和相同，则证明发出去的包和接收到的包是一样的，没有被损坏，也没有被篡改。
选项<可选>：选项最大有40个字节，因为正常头部必须有20个字节（首部长度提到）。
3. IP路由选择
这个问题分为两类，分别是两个主机在一个网络里，和两个主机在不同网络里的情况。
1. 在相同的网络
2. 在不同的网络
1. 相同的网络下，两个真实的IP，两个真实的Mac地址；而跨网络，没有到目的IP之前都是网关的Mac地址。
2. 事实上，大多数主机和一些路由器可以用默认路由。
3. 数据报中的目的IP地址始终不发生任何变化，只有使用源路由选项时，目的IP地址才有可能被修改，但这种情况是很少出现的。
4. 所有路由选择决策都是基于这个目的IP地址。
5. 每个链路层可能具有不同的数据帧首部，而链路层的目的地址始终指的是下一站的链路层地址，也就是网关的Mac地址。
6. 以太网地址一般通过ARP来解析。
4. 特殊情况的IP地址
1. 0表示所有比特位全0，-1表示所有比特位全1，netid、subnetid和hostid分别表示不全为0或全1的字段，子网号为空表示该地址没有进行子网划分。
2. 表的前两项是特殊的源地址；中间项是特殊的环回地址；最后四项是广播地址。
3. 表的前两项，网络号为0，如主机使用BOOIP协议确定IP地址时，只能作为初始化过程中的源地址出现。
4. 0.0.0.0：作为源是OK的，但作为目的是完全不可能的。在DHCP（动态获取IP地址）未获取IP地址前，IP地址为0.0.0.0。
5. 以127开头的任何地址：环回口。
6. ping广播地址根据操作系统的不同，出的效果也是不一样的。用windows显示找不到主机，用mac反而可以ping到。