IP相當於OSI參考模型的第三層
網絡層的主要作用是“實現終端節點之間的通信”。這種終端節點之間的通信也叫“點對點通信”。
準確的說，主機的定義應該是指“配置有IP地址，但是不進行路由控制的設備”。既配有IP地址又具有路由控制能力的設備叫做“路由器”，跟主機有所區別。而節點則是主機和路由器的統稱。
網絡層與數據鏈路層的關係
數據鏈路層提供直連兩個設備之間的通信功能。與之相比，作爲網絡層的IP則負責在沒有直連的兩個網絡之間進行通信傳輸。
爲什麼一定要這樣呢？
比喻一下：一次旅遊，數據鏈路層好比火車票或機票; 網絡層好比旅行的行程表。
每張票只能夠在某一限定區間內移動。此處的“區間內”就如同通信網絡上的數據鏈路層。而這個區間內的出發地點和目的地點就如同某一個數據鏈路的源地址和目標地址等首部信息。整個全程的行程表的作用就相當於網絡層。二者只有相互配合才能實現最終目標地址的通信
IP基礎知識
IP地址屬於網絡層地址
在計算機通信中，爲了識別通信對端，必須要有一個類似地址的識別碼進行標識。第三章中，我們介紹過數據鏈路的MAC地址。MAC地址正是用來標識同一個鏈路中不同計算機的一種識別碼。
作爲網絡層的IP，也有這樣的地址信息。一般叫做IP地址。IP地址用於在“連接到網絡中所有主機中識別出進行通信的目標地址”。因此，在TCP/IP通信中所有主機或路由器必須設定自己的IP地址。
路由控制
路由控制是指將分組數據發送到最終目標地址的功能。即使網絡非常複雜，也可以通過路由控制確定到達目標地址的通路。
發送數據至最終目標地址：
IP數據包的傳輸類似於一步一步問路：當某個IP包到達路由器時，路由器首先查找其目標地址，從而再決定下一步應該將這個包發往哪個路由器，然後將包發送過去。這樣反覆，直到找到最終的目標地址。
路由控制表：
爲了將數據包發送目標主機，所有主機都維護着一張路由控制表。該表記錄IP數據在下一步應該發給哪個路由器。IP包將根據這個路由表在各個數據鏈路上傳輸。
不同的數據鏈路層有個最大的區別：他們各自的傳輸單位不同
IP屬於面向無連接型
原因有兩點：一是爲了簡化，二是爲了提速。
爲了提高可靠性，上一層的TCP採用面向有連接型。（爲什麼不將二者合併呢，因爲要一種協議完成所有的功能和作用，那該協議會變得無比複雜，所以分層通信更加好）
IP地址的基礎知識
IP地址就像是TCP/IP通信的一塊基石。
IP地址由網絡和主機兩部分標識組成
通過網絡地址和主機地址，使得IP地址有了唯一性。（同一網段的網絡地址一定是相同的）
IP地址的分類
IP地址分爲四個級別，分別爲A類，B類，C類，D類。它根據IP地址中從第1位到第4位的比特列對其網絡標識和主機標識進行區分。
A類地址
A類地址是首位以“0”開頭地址。從第1位到第8位是它的網絡標識。用十進制表示的話，0.0.0.0~127.0.0.0是A類的網絡地址。A類地址的後24位相當於主機標識。因此一個網段內可容納的主機地址上限爲16777214個。
B類地址
B類地址是前兩位爲“10”的地址。從第1位到第16位是它的網絡標識。用十進制表示的話，128.0.0.1~191.255.0.0是B類的網絡地址。B類地址的後16位相當於主機標識。因此，一個網段內可容納的主機地址上限爲65534個。
C類地址
C類IP地址是前三位爲“110”的地址。從第1位到第24位是它的網絡標識。用十進制表示的話，192.168.0.0~239.255.255.0是C類的網絡地址。C類地址的後8位相當於主機標識。因此，一個網段可容納的主機地址上限爲254個。
D類地址
D類地址是前四位爲“1110”地址。從第1位到第32位是他的網絡標識。用十進制表示的話
224.0.0.0~239.255.255.255是D類地址。D類地址沒有主機標識，常被用於多播。
需要注意的是：在分配IP地址時關於主機標識有一點需要注意。即要用比特位表示主機地址時，不可全部爲0或1.因爲全部爲0只有在表示對應的網絡地址或IP地址不可獲的情況下才使用。而全部爲1的主機地址通常作爲廣播地址。
廣播地址
將IP地址中的主機標識全部設置爲1.就成爲了廣播地址。
IP多播
同時發送提高效率
多播用於將包發送給特定組內的所有主機。由於其直接使用IP協議，因此也不存在可靠協議。
IP多播與地址
多播使用D類地址。
子網掩碼
例如B類網址，可以連接六萬五千個，但實際生活中一個網段不可能連接那麼多，就會造成浪費。
子網和子網掩碼就這樣產生了。
通過子網掩碼通過子網網絡地址細分出比A類B類C類更小粒度的網絡。
自從引入子網後，一個IP地址就有了兩種識別碼：一是IP本身，另一個是表示網絡部的子網掩碼。
子網掩碼：如果用二進制表示的話，也是一個32位的數字。它對應IP地址網絡標識部分全部爲1，對應IP地址標識則全部爲0。
由此一個IP地址可以不再受限於自己的類別，而是可以用這樣的子網掩碼自由的定位自己的網絡標識長度。當然，子網掩碼必須是IP地址的首位開始連續的1。
私有網絡IP：
私有IP最早沒有計劃連接互聯網，而只用於互聯網之外的獨立網絡。然而當一種能夠互換私有IP和全局IP的NAT技術誕生以後，配有私有地址的主機與配有全局地址的互聯網主機實現了通信。
全局IP地址基本上要在整個互聯網範圍內保持唯一，但私有地址不需要。只要在同一個域裏保證唯一即可。在不同的域裏出現相同的私有IP不會影響使用。
路由控制
發送數據包時所使用的地址是網絡層的地址，即IP地址，然而僅僅有IP地址還不足以實現將數據包發送到對端的目標地址，在數據發送過程中還需要類似於“指明路由器或主機”的信息，以便真正發往目標地址。保存這種信息的就是路由控制表。實現IP通信的主機和路由器都必須持有這樣一張路由控制表。
如果路由控制表中存在多條相同網絡地址的記錄，就選擇一個最爲吻合的網絡地址。所謂最爲吻合是指相同位數最多的意思。
IPv6
IPv6是原來長度的四倍，即128比特。8個16字節。
IPv4首部
IP首部包含着用於ip協議進行發包控制時所有的必要信息。
關於IP版本號
IPv6首部格式
