在复杂的网络环境中确定一个合适的路径
主机：配有IP地址，但是不进行路由控制的设备
路由器：既然、配有IP地址，又能进行路由控制
节点：主机和路由器的统称
寻址和路由（根据对方的IP地址，寻找出最佳的路径传输信息）
传递服务
不可靠 （IP协议只是尽最大努力去交付，可靠由上层TCP协议提供）
无连接 （事先不建立会话）
数据包的分片和重组
解包：4位首部长度
分用：8位协议
以IPv4为例：4个8位字节
４位版本号：指定IP协议的版本，对于IPV４来讲，就是４
４位首部长度：IP首部长度是多少各３２bit,是length＊４ 的字节数，IP头部最大长度是６０字节
８位服务类型：
３位优先权字段（已经弃用）
４位TOS字段：最小延时，最大吞吐量，最高可靠性，最小成本（这四者冲突，只能选择一个）
１位保留字段，必须为０
１６位总长度：IP数据报整体占多少个字节
１６位标识：是一个标识，唯一标识主机发送的报文，如果IP报文在数据链路层被分片了（IP报文长度大于MTU），则每一片里的这个标识（id）都是一样的
３位标志：
第一位：保留
第二位：是否允许分片（置０：允许，置１：不允许），如果置１，但是IP报文长度超过MTU则被丢弃
第三位：结束标志（最后一片置１，表示已经完了，其余的置０）
１３位片偏移：分片相对于原始IP报文的偏移（其实就是表示当前分片在原报文中处在哪个位置）
注：发送的报文过大，就需要对其进行分片处理，每一个分片都会包含一个标识（IP地址＋标识）到达目的地被重组
８位生存时间（TTL）：数据报到达目的地的最大报文跳数，一般是６４，每次经过一个路由，TTL－＝１；一直减到０，还没到达就丢弃。主要用来防止出现路由循环
８位协议：上层协议类型
１６位首部校验和：使用CRC来进行校验，鉴别头部是否损坏
３２位源IP地址，３２位目的IP地址：表示发送端和接受端
IP地址分为两个部分，网络号和主机号
网络号：保证相互连接的两个网段具有不同的标识
主机号：同一网段内，主机号之间具有相同的网络号，但是必须有不同的主机号
1、不同的子网就是把网络号相同的主机放在一起
2、如果子网中新增一台主机，则这台主机的网络号和这个子网的网络号一直，但是主机号必须不能和子网中的其他主机重复
通过合理的设置主机号和网络号就可以保证在相互连接的网络中，每台主机IP地址都不相同。
手动管理子网内的IP，非常麻烦，
有一种技术叫做DHCP, 能够自动的给子网内新增主机节点分配IP地址, 避免了手动管理IP的不便.
一般的路由器都带有DHCP功能. 因此路由器也可以看做一个DHCP服务器.
该种分法将IP地址分为五类：A,B,C,D,E类
A类：0.0.0.0到127.255.255.255
B类：128.0.0.0到191.255.255.255
C类：192.0.0.0到223.255.255.255
D类：224.0.0.0到239.255.255.255
E类：240.0.0.0到247.255.255.255
随着Internet的飞速发展,这种划分方案的局限性很快显现出来,大多数组织都申请B类网络地址, 导致B类地址很快就分配完了, 而A类却浪费了大量地址
例如, 申请了一个B类地址, 理论上一个子网内能允许6万5千多个主机. A类地址的子网内的主机数更多.然而实际网络架设中, 不会存在一个子网内有这么多的情况. 因此大量的IP地址都被浪费掉
针对这种情况提出了新的划分方案, 称为CIDR(Classless Interdomain Routing无类域间路由):
将一组地址聚合为一个网络
例如：应用CIDR技术将203.183.224.1到203.183.225.254的地址何为同一个网络（他们本来是2个C类地址）
1、引入一个额外的子网掩码（subnet mask）来区分网络号和主机号
2、子网掩码也是一个32 位正整数，通常使用一串“0”来结尾
3、将IP地址和子网掩码进行“按位与”操作，得到的结果就是网络号
4、网络号的划分与这个IP地址是A类、B类还是C类无关
例如：
| IP地址 | 140.252.20.68 |
|---|---|
| 子网掩码 | 255.255.255.0 |
| 网络号 | 140.252.20.0 |
| 子网地址范围 | 140.252.20.0~140.252.20.255 |
可见,IP地址与子网掩码做与运算可以得到网络号, 主机号从全0到全1就是子网的地址范围;
IP地址和子网掩码还有一种更简洁的表示方法,例如140.252.20.68/24,表示IP地址为140.252.20.68, 子网掩码的高24位是1,
我们知道, IP地址(IPv4)是一个4字节32位的正整数. 那么一共只有2的32次方个IP地址, 大概是43亿左右. 而TCP/IP协议规定, 每个主机都需要有一个IP地址。
这意味着, 一共只有43亿台主机能接入网络么?
实际上, 由于一些特殊的IP地址的存在, 数量远不足43亿; 另外IP地址并非是按照主机台数来配置的, 而是每一个网卡都需要配置一个或多个IP地址。
CIDR在一定程度上缓解了IP地址不够用的问题（提高了利用率，减少了浪费，但IP地址的绝对上限并没有增加）仍然不够用，这时候有三种方式来解决：
方式1：动态分配IP地址，只给接入网络的设备分配IP地址。因此同一个MAC地址的设备，每次接入互联网中，得到的IP地址不一定是相同的。
方式2：NAT技术
方式3：IPv6，IPv6并不是IPv4的简单升级版，这是互不相干的两个协议，彼此并不兼容；IPv6用8个16字节128位来表示一个IP地址；但是目前IPv6还没有普及。
1、将IP地址中的主机地址全部设为0，就成为了网络号，代表局域网
2、将IP地址中的主机地址全部设为1，就成了广播地址，用于給同一个链路中相互连接的所有主机发送数据包。
3、127.*的IP地址用于本机环回地址（loop back）,测试通常是127.0.0.1
## 私有IP地址和公网IP地址
如果一个组织内部组建局域网,IP地址只用于局域网内的通信,而不直接连到Internet上,理论上 使用任意的IP地址都可以,但是RFC 1918规定了用于组建局域网的私有IP地址。
1、10.*,前8位是网络号,共16,777,216个地址
2、172.16.到172.31.,前12位是网络号,共1,048,576个地址
3、192.168.*,前16位是网络号,共65,536个地址
包含在这个范围中的, 都成为私有IP, 其余的则称为全局IP(或公网IP);