IP基本原理

• IP及其相关协议

  • IP及其相关协议

• IP的主要作用

  • 标识节点和链路
    1. 用唯一的IP地址标识每一个节点
    2. 用唯一的IP网络号标识每一个链路
  • 寻址和转发
    1. 确定节点所在网络的位置，进而确定节点所在的位置
    2. IP路由器选择适当的路径将IP包转发到目的节点
  • 适应各种数据链路
    1. 根据链路的MTU对IP包进行分片和分组
    2. 为了根据实际的数据链路传递信息，需要建立IP地址和数据链路层的映射
    3. ps：MTU：最大传输单元，记得MTU值需相同

• IP网络的结构

  • 由多个网段组成，每个网段对应一个链路
  • 路由器负责将网段连接起来，适配链路层协议，在网络之间转发数据包

• IP头格式

  • IP头格式

• IP地址格式和表示方法

  • IP地址格式和表示方法

• 关于网络号和主机号

  • 网络号用于区分不同的IP网络
  • 主机号用于表示该网络内的一个IP节点

• IP地址分类

  • IP地址分类
  • A类地址：1-126
  • B类地址：128-191
  • C类地址：192-223
  • D类地址(组播)：224-239
  • E类地址(保留)

• 特殊IP地址

  • 特殊IP地址

• ARP

  • 简单流程，主机A需要与主机B通信，所以主机A先广播ARP请求，非目标IP的主机在收到后将报文丢弃，目标IP针对广播ARP请求发送单播ARP响应，于是主机A就拿到了主机B的MAC地址

• ARP分组格式：先他妈略过，赶时间啊

• 代理ARP

  • 相当于上面的主机A与主机B之间有个路由器，请求方式相同，但时，主机B返回单播ARP响应在经过路由器的时候，响应中的主机B MAC地址将会被替换为路由器的MAC地址，后面主机A与主机B之间的数据交换其实是主机A与路由之间的数据交换

• RARP

  • 适用于无盘工作站，广播RARP请求，请求中携带这自己的MAC地址，RARP server收到后返回单播RARP响应告诉工作站他的IP应该是什么

• ICMP(eg:ping)

  • 定义来了错误报告和其他关于IP数据包处理情况的消息
  • 可用于报告IP数据包传递过程中发生的错误、失败等信息，提供网络诊断功能
  • 可分为ICMP差错消息和ICMP查询消息

• ICMP报文

  • ICMP报文

• ICMP报文格式：略...

• 主机单播IP包发送

  • 主机单播IP包发送
  • 如果目的地址与本机地址所处网络号相同，则处于直连网段

• 路由器单播IP包转发

  • 路由器单播IP包转发
  • 如果目的地址与任意接口网络号相同就认为是直连网段
  • 非直连就根据路由表解析下一跳路由器地址再转发

• 主机接收IP包

  • 主机接收IP包
  • 下列情况则主机接收此包，或者丢弃
    1. 目的IP地址是自己的IP地址
    2. 目的IP地址是一个广播地址
    3. 目的IP地址是一个组播地址且本机的某个服务属于此组播组

• 广播风暴

  • 路由器转发广播将导致全网充斥广播广播包,比如DIP=255.255.255.255，所以路由器默认不转发广播