IP协议

IP协议是不可靠、无连接的
不可靠:表示IP协议不能保证IP数据报能成功的到达目的地。IP仅提供传输服务，任何可靠性的要求都必须由上层来提供（如TCP）。如果传输过程发生错误，IP协议简单的丢弃该数据报，然后发送ICMP消息给发送端。
无连接:表示IP协议不维护任何关于后续数据报的状态信息，每个数据报都是相互独立的。这也说明，IP数据报可能不是按照发送顺序被接收到的，很有可能后发送的数据被先收到。

4位版本号（version）：指定IP协议的版本，对于IPv4来说，就是4.
4位头部长度（header length）：用于标识首部长度，以4字节为单位，所以首部的最大长度为60字节，最小为20字节
8位服务类型（Type Of Service）：3位优先权弃用，4位TOS字段，1位保留必须值0（TOS字段：最大吞吐量ftp、最小延时ssh、最高可靠性snmp、最小成本nntp）
16位总长度（total length）：IP数据报整体占多少个字节
16位标识（id）：唯一的标识主机发送的报文。如果IP报文在数据链路层被分片了，那么每一个片里面的这个id都是相同的
3位标志：第一位保留（保留的意思是现在不用，但是还没想好说不定以后要用到）。第
二位置为1表示禁止分片，这时候如果报文长度超过MTU，IP模块就会丢弃报文。第三位表
示"更多分片"，如果分片了的话，最后一个分片置为1，其他是0。类似于一个结束标记
13位分片偏移：描述当前分片在原始报文中的位置，相对起始位置的偏移量，以8字节为单位
8位TTL:报文的最大生存周期，设置数据报可以经过的最多路由器数量，每经过一个路由器，该值就减去1。当该值为0时，数据报就被丢弃。通常初始值为32或64，防止路由环路
8位协议：表示上层协议的类型
16位校验和：校验数据一致性
32位源地址和32位目标地址：表示发送端和接收端

什么是IP地址

IP地址（Internet Protocol Address）是指互联网协议地址，又译为网际协议地址。

IP地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个“8位二进制数”（也就是4个字节）例如:00111001.11001001.00110001.00110010
通常用“点分十进制”的方式来表示，即 a.b.c.d 的形式.
例如我的ip地址为10.13.81.107

IP协议目前有两种 IPv4与IPv6 ,现在一般默认情况下☞的都是IPv4;
IPv4由4个字节的二进制数组成可提供约为42亿9千万个IP地址.

IP地址的组成

ip地址是由“网络号”和“主机号”组成的。
网络号: 标识网段,保证相互连接的两个网段具有不同的标识;
主机号:表示主机,同一网段内,主机之间有相同的网络号,但是必须有不同的主机号;

IP地址分为五类:
A类地址的第一位为0;
B类地址的前两位为10;
C类地址的前三位为110;
D类地址的前四位为1110;
E类地址的前五位为11110.

大多通过子网掩码来区分网络位和主机位，子网掩码跟IP地址一一对应，子网掩码为1的是网络位，为0的是主机位。
例如: 10.13为网络号 81.107为主机号

动态分配IP

正如上述所说IP地址大约42亿9千万,而现在地球上差不多有70亿的人口,就算每人一个也不够用,所以就产生了动态分配IP的机制.
简单来说就是设备上网才进行IP地址的分配,不上网就不进行IP地址的分配.

但这也是杯水车薪解决不了问题,于是就有了NAT机制与IPv6,一开始IPv4需要更换设备并不受大家所欢迎,而NAT只需要升级软件即可.

NAT机制(网络地址转换)

过去一个IP地址代表一个人,快递员只要知道IP地址就能找到这个人,而NAT技术就是把一个IP地址变成一个小区,快递员只需要把包裹交给门卫,门卫再将包裹交给住户,反过来如果住户要寄包裹,也是交给门卫,小区之外是公网,小区之内是私网.
意思也就是说你在内网的IP地址为10.13.81.107,访问外网时经过NAT路由器,路由器会将源IP由10.13.81.107替换为外网的IP.

私网ip : 10.*
172.16.* - 172.31*
192.168.*(不同局域网中可重复出现).
公网ip: 剩下的ip(必须唯一)

当然NAT机制也有缺陷:
1.公网无法访问私网
2.一但NAT设备异常,TCP连接就会断开
3.IP地址的替换销毁都需要额外开销,性能会受影响