计网之IP

IP

IP基本认识

• 不使用NAT时，源IP地址和目的IP地址不变，只要源MAC和目的MAC地址在变化

IP地址

• D类是组播地址，E类是保留地址
  

无分类地址CIDR

• 解决直接分类的B类65536太多，C类256太少
• a.b.c.d/x的前x位属于网路号，剩余的是主机号

IP地址与路由控制

环回地址localhost

• 127.0.0.1，使用时数据包不会流向网络

IP分片与分组

• 以太网数据链路的最大传输单元MTU是1500字节
• 重组只能由目标主机进行，路由器不行
• 一旦某个分片丢失，会导致整个IP数据报作废，所以TCP引入MSS避免在IP层分片

IPv6

• 可以自动配置，即使没有DHCP服务器
• 包头固定40字节，去掉首部校验和（因为数据链路层和传输层都会校验），去掉分片/重组相关字段（不允许在中间路由器分片/重组），去掉选项字段（可能出现在“下一个首部”的位置）
• 有应对伪造IP地址的网络安全功能和防止线路窃听的功能

IP协议相关技术

DNS域名解析

递归解析

ARP和RARP

• ARP：已知下一跳的IP地址，获得下一跳的MAC地址

• RARP：已知MAC地址，请求IP地址

DHCP动态获取IP地址

• 客户端发起DHCP发现报文（DHCP DISCOVER）的IP数据报，使用UDP广播通信，源地址0.0.0.0:68，目的地址255.255.255.255:67
• DHCP服务器用DHCP提供报文（DHCP OFFER）响应，目的地址255.255.255.255:68，携带可租约的IP地址和租用期等
• 客户端收到后选择一个服务器发送DHCP请求报文（DHCP REQUEST）响应
• 服务器用DHCP ACK报文响应

NAT网络地址转换

• 两个私有IP地址都转换为公有地址120.229.175.121，但以不同端口号作为区分

NAT穿透技术：客户端主动从NAT设备获取IP地址建立端口映射条目对外通信，不需要NAT设备转换

ICMP互联网控制报文协议

确认IP包是否成功送达目标地址、发送过程中IP包被废弃的原因、改善网络设置

IGMP因特网组管理协议

• 工作在组播成员主机和最后一跳路由之间，IGMP报文向路由器申请加入/退出组播组