IPv4使用舉例

本節講述如何實際通信情況使用Internet協議版本4的網絡上。

網絡數據包流量

所有在IPv4環境中的主機都分配了唯一的邏輯IP地址。當一個主機想發送一些數據到網絡上的另一臺主機，它需要的目的主機的物理（MAC）地址。要獲得MAC地址，主機的ARP廣播報文，並要求給予MAC地址誰就目的IP地址的擁有者。所有在該段的主機收到ARP報文，但只有它有它的IP匹配與一個在ARP報文的主機，回覆其MAC地址。一旦發送方接收接收站的MAC地址，數據被髮送的物理介質。

在情況下，IP不屬於本地子網。該數據是由該子網的網關裝置發送到目的地。要理解數據包流，我們必須先了解以下內容：

• MAC地址: 媒體訪問控制地址是48位的工廠硬編碼，可以唯一地識別網絡設備的物理地址。這個地址是由設備製造商指定。

• 地址解析協議: 地址解析協議，用於獲取主機的IP地址是已知的MAC位址。 ARP是收到網段內的所有主機廣播數據包。但只有主機的IP中提到的ARP響應它提供它的MAC地址。

• 代理服務器: 要訪問互聯網，網絡使用代理服務器有分配一個公網IP。所有的PC要求代理服務器在互聯網服務器，代理服務器代表電腦發送請求到服務器，當它接收到來自服務器的響應，代理服務器轉發給客戶端PC。這是一種方法來控制計算機網絡上網和它有助於實現基於Web的政策。

• 動態主機控制協議: DHCP是由一臺主機從一個預先定義的地址池分配的IP地址的服務。 IP的DHCP服務器也提供了必要的信息，如網關IP，DNS服務器地址，分配IP地址等。通過使用DHCP服務的網絡管理員租賃可以管理地址分配放心。

• 域名系統: 這極有可能是用戶不知道他想要連接到遠程服務器的IP地址。但他知道分配給它，例如名稱，tutorialyiibais.com。當在遠程服務器的名稱，用戶鍵入他想連接到屏幕後面的本地主機發送DNS查詢。域名系統是獲取主機的域名是已知的IP地址的方法。

• 網絡地址轉換: 幾乎所有的PC在計算機網絡中被分配哪些是不可路由的網絡的私有IP地址。當路由器接收到私有IP地址的IP數據包則丟棄它。爲了訪問公共私有地址的服務器，計算機網絡使用的地址轉換服務，公共和私有地址之間的轉換，稱爲網絡地址轉換。當PC機發送一個IP數據包從一個專用網絡，NAT的公共IP地址，反之亦然改變了私有IP地址。

我們現在可以描述數據包流。假設用戶想要從她的個人計算機訪問 www.yiibai.com。他有ISP的互聯網連接。將要採取的系統下面的步驟來幫助她達到目的的網站。

步驟：1 - 獲取IP地址（DHCP）

當用戶的PC啓動時，它會搜索DHCP服務器獲取IP地址。出於同樣的，PC機發送該接收由一個或多個DHCP服務器的子網一個DHCPDISCOVER廣播，他們都與DHCPOFFER，其中包括如IP，子網中的所有必要的細節作出迴應，網關，DNS等PC端發送DHCPREQUEST報文，以要求提供的IP地址。最後，DHCP發送DHCPACK報文來告訴電腦，它可以保留的IP爲某些給定的時間量又名IP租約。

另外一臺PC可以手動而不採取從DHCP服務器的任何幫助分配一個IP地址。當PC也配置了IP地址的詳細信息，它現在可以到其他計算機上發言遍佈啓用IP網絡。

步驟：2 - DNS查詢

當用戶打開一個Web瀏覽器和類型www.tutorialyiibais.com這是一個域名和一個PC不知道如何使用的域名服務器進行通信。個人電腦，以獲得有關該域名的IP地址發送一個DNS查詢出在網絡上。預先配置的DNS服務器響應指定的域名的IP地址的查詢。

步驟：3 - ARP請求

PC機發現目的地IP地址不屬於自己的IP地址範圍，它必須請求轉發到網關。網關在這種情況下可以是路由器或代理服務器。雖然網關的IP地址是已知的客戶端機器，但計算機不交換IP地址的數據，而他們所需要的機器的硬件地址是2層的工廠編碼的MAC地址。要獲得網關的MAC地址的客戶端PC機廣播一個ARP請求，說：「誰擁有這個IP地址？」網關響應ARP查詢發送它的MAC地址。在接收MAC地址的PC發送數據包到網關。

一個IP數據包的源和目的地址和該連接主機與遠程主機的邏輯。而MAC地址有助於在一個網段傳輸實際的數據系統。這是很重要的源和目的MAC地址，因爲他們在互聯網上的旅行（段由段）改變，但源和目標IP地址永遠不會改變。