IP 协议是TCP/IP协议栈中非常重要的一个协议

组成

ip 地址 由 32位二进制数字组成（IPV4版本），分成两个部分： 网络ID 和 主机ID

网络id 在整个互联网是唯一的，而主机id在所在的网络id中是唯一的， 这样每一个ip地址都是唯一的。

ip地址分类

1. A类地址： 网络id占用一个字节，首位固定0，可用编号 0-127
2. B类地址： 网络id占用两个字节，前两位固定10 ，可用编号 128-191
3. C类地址： 网络id占用三个字节，前三位固定110 ，可用编号 192-223
4. D类地址：多播
5. E类 研究

IP地址的结构为啥是分级组成

1. 方便管理，ip地址分配管理者只需要把网络id分配出去，即可，否则每一个主机的ip都需要分配的话，会死人的。
2. 减少路由器内存，减少路由查询时间。不同的网络之间通信，通过路由器查询网络id来找到要送达的网络，而至于送到某个主机则由所在网络的路由器去完成，这样能很大程度上减少路由表的数据，减少路由查找时间。

ip地址为啥要分成这些类

1. 因为需求不一样，有些公司接入的主机很多，需要一个能容纳很多主机的ip地址，有些则需要比较少的ip地址。

ip数据报传输过程

1. 主机A发送数据报，本网络路由器查看路由表，目的主机B是否在同一网络，如果是同一个网络，那么就直接交付，不需要经过其他的路由器；如果不是，本网络路由器查找路由表找出下一跳的路由器，直到找到主机B所在网络的路由器，由它进行直接交付。

IP地址是逻辑上的地址，类似小明家这个概念。你去小明家肯定去的是一个具体的物理地址（坐标）。IP数据报在真正传输的过程中也需要找到目的主机IP地址对应的物理地址，才能交付。ARP（address resolution protocal）地址解析协议就是做这个工作的。对应的还有RARP（逆地址解析协议， 已经被DHCP协议替代）

ARP协议实现原理

1. 每一个主机都有一个ARP高速缓存（ARP cache），存储着各个主机和路由器的ip地址和硬件地址的映射表。那这个主机是怎么知道这些数据的呢？
   利用广播的原理，当一次通信请求过来时候，需要找下一跳的目的主机，如果发现目的主机的ip地址和物理地址不在自己的cache中的时候 就自动运行ARP进程发出一个广播：我是主机A，IP地址是128.0.1.xxx (可能通过逆地址解析出来)，物理地址是xxx，想要找IP地址是128.0.1.xxx的硬件地址。
2. 然后本局域网中的所有主机都会收到这个广播，发现找的是自己就记录下主机A的ip地址和物理地址（以备后用），并响应：我的IP是xxx，物理地址是xxx。

TIPS:

1. 高速缓存有生存周期，方便物理地址发生更改的时候，再次发起ARP广播，否则一直都是走cache 就over了。
2. ARP协议只是解决了局域网内ip地址到物理地址的转换。不同网络的传输，交给路由器来完成ARP解析。