網路層協議

網路中的每臺計算機都有一個IP地址，透過該地址可以唯一標識和定址它。IP地址是第3層（網路層）邏輯地址。此地址可能會在每次計算機重啟時發生更改。一臺計算機在一個時間點可能擁有一個IP地址，而在另一個時間點可能擁有另一個IP地址。

地址解析協議 (ARP)

在通訊過程中，主機需要目標機器的第2層（MAC）地址，該地址屬於同一廣播域或網路。MAC地址是物理燒錄到機器的網路介面卡 (NIC) 中的，並且它永遠不會更改。

另一方面，公共域上的IP地址很少更改。如果由於某些故障而更改了NIC，則MAC地址也會更改。這樣，為了進行第2層通訊，需要在兩者之間進行對映。

為了知道廣播域中遠端主機的MAC地址，想要發起通訊的計算機會發送一個ARP廣播訊息，詢問：“誰擁有此IP地址？”由於它是廣播，因此網路段（廣播域）上的所有主機都會接收此資料包並對其進行處理。ARP資料包包含目標主機的IP地址，傳送主機希望與其通訊。

當主機接收到發往它的ARP資料包時，它會回覆自己的MAC地址。主機獲得目標MAC地址後，可以使用第2層鏈路協議與遠端主機通訊。此MAC到IP對映被儲存到傳送和接收主機的ARP快取中。下次如果他們需要通訊，可以直接參考各自的ARP快取。

反向ARP是一種機制，其中主機知道遠端主機的MAC地址，但需要知道IP地址才能進行通訊。

ICMP是網路診斷和錯誤報告協議。ICMP屬於IP協議套件，並使用IP作為載體協議。構建ICMP資料包後，將其封裝在IP資料包中。由於IP本身是一種盡力而為的不可靠協議，因此ICMP也是如此。

任何關於網路的反饋都會發送回源主機。如果網路中出現某些錯誤，則會透過ICMP報告。ICMP包含數十個診斷和錯誤報告訊息。

ICMP-echo和ICMP-echo-reply是最常用的ICMP訊息，用於檢查端到端主機的可達性。當主機接收到ICMP-echo請求時，它必須傳送回ICMP-echo-reply。如果傳輸網路中存在任何問題，ICMP將報告該問題。

IPv4是一種32位定址方案，用作TCP/IP主機定址機制。IP定址使TCP/IP網路上的每個主機都可以唯一標識。

IPv4提供分層定址方案，使其能夠將網路劃分為子網，每個子網都有定義明確的主機數量。IP地址分為許多類別

IPv4還具有定義明確的地址空間，可用作專用地址（在網際網路上不可路由）和公共地址（由ISP提供，可在網際網路上路由）。

雖然IP不可靠，但它提供“盡力而為交付”機制。

IPv4地址的耗盡催生了下一代網際網路協議版本6。IPv6使用128位寬地址為其節點定址，為未來在整個地球或更遠的地方使用提供了充足的地址空間。

IPv6引入了組播定址，但刪除了廣播的概念。IPv6使裝置能夠自行獲取IPv6地址並在該子網內進行通訊。這種自動配置消除了對動態主機配置協議 (DHCP) 伺服器的依賴。這樣，即使該子網上的DHCP伺服器已關閉，主機也可以相互通訊。

IPv6提供了IPv6移動性的新功能。配備移動IPv6的機器可以在無需更改其IP地址的情況下漫遊。

IPv6仍處於過渡階段，預計將在未來幾年完全取代IPv4。目前，只有少數網路執行在IPv6上。有一些過渡機制可用於啟用IPv6的網路，以便它們能夠輕鬆地在IPv4上與不同的網路通訊和漫遊。這些是

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