IP协议可以说是整个互联网的基石，应用使用基于IP协议的接口，物理层传递的是IP封装的报文数据。
IP中对每个单独的物理机器都有唯一的编号，即为IP地址，现在常用的还是32位的IPv4。分为A类，B类，C类，D类和E类地址，ABC类地址的首字节开头分别为0，10，110，ABC类地址的网络号长度分别是8，16，24位，主机号分别为24，16，8位。注意，主机号全0和全1的地址往往不用。当然实际使用时得靠子网掩码来对ABC等各类IP地址进行子网划分，可以嵌套的划分出不同的子网1，子网2...。
当两个同一网络中的节点进行通信时，一定是先封装成MAC数据帧再进行数据传输!!! 所以两个同一网络中的节点传输数据必须先知道MAC地址，怎么由IP地址得到MAC地址就得依靠ARP协议。也就是说实际传输数据都是需要MAC地址的，而IP地址是用来定位网络。
ARP协议将IP地址转换成MAC地址的原理是:在网络里广播ARP报文(源IP地址，目的IP地址)，接受的节点会对IP地址进行比对，如果相同则返回自己的MAC地址，从而就得知了MAC地址，即将IP地址映射成了MAC地址。
举个如下的例子。
当处于不同网络的节点a要和节点b进行数据通信时，大致过程如下。 a先找到所在网络的路由器的IP，然后向路由器发送ARP报文(包含IPa，MACa，路由器IP)，路由器接受的到ARP报文后会比对报文中的IP地址和自己的IP地址，如果相同，就将自己的IP地址和MAC地址发送给节点a，同时记录下节点a的IP地址和MAC地址，存入路由表中。之后a拿到了路由器的MAC地址后就可以将自己要发送的IP报文分组封装成MAC数据帧(包含源MAC地址和目的MAC地址)，通过点到点的链路发送给路由器，路由器接受到数据后会进行拆分，还原到IP报文分组，然后通过查看IP报文分组中的目的IP地址，以及查询路由表(源IP地址，端口，目的IP地址，端口，下一跳路由...)来找到下一跳的路由的IP地址，然后同样发送ARP报文获得下一跳路由的MAC地址，然后就可以将当前的IP报文分组封装成MAC数据帧发送给下一跳路由。接着下一跳路由重复上面的过程，直到找到b节点所在网络的那个路由器，路由器接受并解封成IP报文分组，然后通过在局域网内广播ARP报文获得节点b的MAC地址，并将节点b的IP地址和MAC地址存入路由表中以便下次使用提高效率。之后路由器再将IP报文分组封装MAC数据帧发送给节点b，当完整的IP报文数据发送完成后就完成数据的发送，节点b如果发送响应报文也是一样的过程。
总结下，某一网络的节点a发送IP报文分组给不同网络的节点b时，是先将数据传输到a所在网络的路由器，然后通过路由器的存储转发到下一跳的路由直到节点b所在网络的路由，然后路由器通过广播ARP找到节点b后进行数据传输。
路由设备的作用就是根据IP报文中的源IP地址和目的IP地址找到下一跳路由设备，即存储转发。依据可能是IP地址中的网络号。
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