IP协议相关技术简介

仅凭IP无法完成通信

第一，很少有人直接记忆IP地址，而是使用Web网站的地址或者电子邮件的地址进行通信。第二，在数据链路层也不使用IP地址通信，在以太网的情况下只使用MAC地址传输数据包，实际上将众多IP数据包在网络上进行传送的就是数据链路本身，因此，必须要了解MAC地址。

DNS(Domain Name System)

为了解决IP地址不便记忆的问题，TCP/IP世界从一开始就有了一个叫做主机识别码的东西，这种识别方式是指为每一台计算机赋予唯一的主机名，在进行网络通信时可以直接使用主机名称而无需输入一大长串的IP地址。

管理主机名和IP地址之间对应关系的系统，就是DNS系统。在应用中，当用户名输入主机名（域名）时，DNS会自动检索那个注册了主机名和IP地址的数据库，并迅速定位其对应的IP地址。

DNS的查询过程如下：

ARP(Address Resolution Protocol)

只要确定了IP地址，就可以向这个目标地址发送IP数据报，然而，在数据链路层实时通信却需要了解每个IP地址所对应的MAC地址。

ARP就是解决地址问题的协议，以目标IP地址为线索，用来定位下一个应该接收数据分包的网络设备对应的MAC地址。如果目标主机不在同一个链路上时，可以通过ARP查找下一跳路由器的MAC地址。不过ARP只适用与IPv4，不适用与IPv6。

ARP工作机制：

注意：MAC地址和IP地址缺一不可

ICMP(Internet Control Message Protocol)

架构一个IP网络时要注意两点：确认网络是否正常工作，以及遇到异常时进行问题诊断。后者就需要ICMP协议，其主要功能包括：
确认IP包是否成功送达目标地址，通知在发送过程中IP包被废弃的具体原因，改善网络设置等。

ICMP的消息大致可以分为两类：一类是通知出错原因的错误信息，另一类是用于诊断的查询信息。

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)

DHCP的功能是自动设置IP地址，统一管理IP 地址分配。有了DHCP，计算机只要链接入网络，就可以进行TCP/IP通信，也就是说，DHCP让即插即用成为可能，可以用在IPv4和IPv6中。
DHCP的工作机制：

NAT(Network Address Translator)

NAT是用于本地网络中使用私有地址，在连接互联网时转而使用全局IP地址的技术。除了转化IP外，还出现了可以转换TCP、UDP端口号的NAPT(Network Address Port Translator)技术，由此可以实现用一个全局IP地址与多个主机的通信。其工作机制：

IP隧道

在如下图的网络环境里，网络A、B使用IPv6，如果处于中间的网络C只支持IPv4的话，网络A和B之间将无法直接通信。为了让它们通信，必须采用IP隧道的功能。

IP隧道可以将那些从网络A发出的IPv6包统合为一个数据，再为之追加一个IPv4的首部以后转发给网络C。
IP隧道转发多播消息：