网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一。也是最重要的因特网标准协议之一。

• 地址解析协议ARP
• 网际控制报文协议ICMP
• 网际组管理协议IGMP
  

虚拟互连网络

没有一种单一的网络能够适应所有用户的需求。
从一般的概念上来讲，将网络互相连接起来要使用一些中间设备。根据中间设备所在的层次，可以有四种中间设备：
（1）物理层使用的转发器
（2）数据链路层使用的网桥或桥接器
（3）网络层使用的路由器
（4）网络层以上使用的网关
当中间设备是转发器或是网桥时，仅仅将网络扩大，而从网络层的角度看，仍然是一个网络，并不称之为网络互连。
互连起来的各种物理网络的异构性本来是客观存在的，但是我们利用IP协议就可以使这些性能各异的网络在网络层上看起来好像是一个统一的网络。使用IP协议的虚拟互连网络可以简称为IP网。使用IP网的好处是：当IP网上的主机进行通信时，就好像在一个单个网络上通信一样，它们看不见互连的各网络的具体异构细节。

分类的IP地址（IPv4）

在TCP/IP体系中，IP地址是一个最基本的概念。

IP地址及其表示方法

整个因特网就是一个单一的、抽象的网络。IP地址就是给因特网上的每一个主机（或路由器）的每一个接口分配一个在全世界范围是唯一的32位标识符。
IP地址的编址方法共经过了三个历史阶段：
（1）分类的IP地址（1981年）
（2）子网的划分（1985年）
（3）构成超网（1993年）

分类的IP地址

将IP地址划分为若干个固定类，每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中第一个字段为网络号，标识主机所在的网络，在整个互联网范围内必须唯一。第二个是主机号，标识该主机（或路由器），在所在网络内必须唯一。由此可见IP地址在整个因特网范围内是唯一的。
IP地址 ::={<网络号>,<主机号>}

其中A、B、C三类为单播地址，D类用于组播，E类留以后用（1981年的以后，此图中有误，E类地址仅规定前四位为1）。
从IP地址结构来看，IP地址并不仅仅指明一个主机，而且还指明了主机所连接到的网络。

A类地址的网络号字段占1个字节，只有7位可用，可以指派的网络数为126个。由于IP地址中全0表示“this”。网络号全0表示为“本网络”，网络号位127保留作为本地软件环回测试本主机的进程之间通信使用。这就是为什么为126个的原因。
C类地址的网络号占24位（3个字节），所以主机号仅占据1个字节，可以指派253个主机。由于IP地址中，全0的主机号字段表示该IP地址是“本主机”所连接到的单个网络地址，而全1表示所有的，因此全1的主机号表示该网络上的所有主机。

IP地址有以下特点：
（1）每个IP地址都由网络号和主机号组成。 IP地址是一种分等级的地址结构。（便于IP地址管理机构分配IP地址，节省路由器查表时间）
（2）实际上IP地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口。（注：路由器至少有两个IP地址）
（3）按照因特网的观点，一个网络是指具有相同网络号的主机的集合，因此用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为同一个网络。
（4）在IP地址中，所有分配到的网络号的网络都是平等的。

IP地址与硬件地址

从层次角度看，物理地址是数据链路层和物理层使用的地址，而IP地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址。

1. 在IP层抽象的互联网上只能看到IP数据报。
2. 路由器只根据目的站的IP地址的网络号进行路由选择。
3. 在局域网的链路层，只能看见MAC帧。
4. IP层抽象的互联网却屏蔽了下层这些很复杂的细节。只要在网络层上讨论问题，就能够使用统一的、抽象的IP地址研究主机和主机或路由器之间的通信。