沧小海读《图解TCP/IP》笔记——第五章 IP相关技术
总目录在这里~
https://blog.****.net/z123canghai/article/details/107855399
第五章 IP相关技术
子目录
第四章主要产生了IP协议内容及在进行数据交换中所起到的作用。本章内容是对其内容的补充，仅是靠IP是无法完成数据包在互联网中的准确、高效、便捷传输的。本章就讲述了DNS、ARP、ICMP、DHCP、NAT等相关技术。当然，互联网技术是相当复杂的，即便有了这些补充，也仅是在原理上晓得多了些。
5.1 ARP
对于从事FPGA的人来说，ARP是需要掌握的知识内容，我将从ARP是什么，为啥需要ARP，如何应用ARP这三个方面来进行阐述。
首先，ARP是什么？
ARP（Address Resolution Protocol）是地址解析协议，是根据IP地址获取物理地址的一个网络层协议。以目标IP地址为线索，用来定位下一个应该接收数据包的网络设备对应的MAC地址。
其次，为什么需要ARP
完成数据的收发不仅需要网络层的IP地址，还需要数据链路层的MAC地址，一个实现网络中的数据传输，一个实现具体链路上的数据迁移，二者必不可少。为什么？如果只有MAC地址，数据包只能在本网段内溜达，由于路由器的限制，其他网段是别想去了。如果没有改限制，那就需要以广播的形式寻址目的主机，那将是非常耗费流量的。如果只有IP地址，那么可以理解为没有数据链路层，
最后，实现机制是什么？
ARP是借助ARP请求与ARP响应两种类型的包确定MAC地址的，如下图。
总的来说，就是从一个IP地址发出ARP请求包以了解其MAC地址，目标地址将自己的MAC地址填入其中的ARP响应包返回到IP地址，如下图是ARP格式包。
另外，还有RARP（Reverse Address Resolution Protocol），这是将ARP反过来，从MAC地址定位IP地址的一种协议。
5.2 ICMP
ICMP（Internet Control Message Protocol）Internet控制报文协议，也属于网络层。ICMP的主要功能有确认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，我们最熟知的就是“Ping 操作”，但该操作不是ICMP的唯一。例如还能实现MTU的探索，改变路由线路等。
ICMP的消息大致可以分为两大类：一类是通知出错原因的错误消息，一类是用于诊断的查询消息，如下图所示。
上图是10大类功能，每个大类都有具体的功能，例如类型3目标不可达，又细致的区分了不可达原因，如下图。
ICMP的数据格式如下所示，IP部首不多说了，ICMP数据中的类型、代码、选项数据这三个包含在ICMP数据部分的字段。类型和代码这两个字段表示所有ICMP 用来交流错误通知和信息询问的报文。
5.3 DNS、DHCP、NAT和IP隧道
DNS域名系统（英文：Domain Name System）是互联网的一项服务。可见这是用在应用层的一项技术，对于搞FPGA的来说，知道就好。
域名的作用就是与IP绑定，例如在搜索软件搜索“14.215.177.39”和http://www.baidu.com的效果是一样的。这是有个域名服务区实现之间的映射。我们浏览网页本质上就是从对方服务器获取文件。
DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）即动态主机配置协议。咱们电脑有时候设置为自动获取IP，就是用的这个协议，可以说实现了即插即用。
NAT（Network Address Translation），即网络地址转换协议。实现了在本地网络中使用私有地址，连接互联网时转而使用全局IP地址的计数。除此之外，还转换TCP、UDP的端口号，即NAPT技术，如下图。
IP隧道：
如下图网络AB使用IPV6，如果网络C处于中间位置但使用IPV4，那么AB之间将无法直接通讯，这时可以把网络A发过来的IPV6的包统合为一个数据，在追加个Ipv4部首以后转发给网络C，这种在网络层部首后面继续追加网络层部首的通信方式叫做“IP隧道”。