小結
我們已經知道，網絡通信就是交換資料包。電腦A向電腦B發送一個資料包，後者收到了，回複一個資料包，進而實作兩台電腦之間的通信。資料包的結構，基本上是下面這樣：
發送這個包，需要知道兩個位址：
* 對方的MAC位址 *
* 對方的IP位址*
有了這兩個位址，資料包才能準确送到接收者手中。但是，前面說過，MAC位址有局限性，如果兩台電腦不在同一個子網絡，就無法知道對方的MAC位址，必須通過網關（gateway）轉發。
上圖中，1号電腦要向4号電腦發送一個資料包。它先判斷4号電腦是否在同一個子網絡，結果發現不是（後文介紹判斷方法），于是就把這個資料包發到網關A。網關A通過路由協定，發現4号電腦位于子網絡B，又把資料包發給網關B，網關B再轉發到4号電腦。
1号電腦把資料包發到網關A，必須知道網關A的MAC位址。是以，資料包的目标位址，實際上分成兩種情況：
| 場景 | 資料包位址 |
|---|---|
| 同一個子網絡 | 對方的IP位址，對方的MAC位址 |
| 不同的子網絡 | 對方的IP位址，網關的MAC位址 |
發送資料包之前，電腦必須判斷對方是否在同一個子網絡，然後選擇相應的MAC位址。接下來，我們就來看，實際使用中，這個過程是怎麼完成的。
使用者的上網設定
靜态IP設定
你買了一台新電腦，插上網線，開機，這時電腦能夠上網嗎？
通常你必須做一些設定。有時，管理者（或者ISP）會告訴你下面四個參數，你把它們填入作業系統，計算機就能連上網了：
* 本機的IP位址
* 子網路遮罩
* 網關的IP位址
* DNS的IP位址
下圖是Windows系統的設定視窗。
這四個參數缺一不可，後文會解釋為什麼需要知道它們才能上網。由于它們是給定的，計算機每次開機，都會分到同樣的IP位址，是以這種情況被稱作”靜态IP位址上網”。
但是，這樣的設定很專業，普通使用者望而生畏，而且如果一台電腦的IP位址保持不變，其他電腦就不能使用這個位址，不夠靈活。出于這兩個原因，大多數使用者使用”動态IP位址上網”。
動态IP位址
所謂”動态IP位址”，指計算機開機後，會自動配置設定到一個IP位址，不用人為設定。它使用的協定叫做DHCP協定。
這個協定規定，每一個子網絡中，有一台計算機負責管理本網絡的所有IP位址，它叫做”DHCP伺服器”。新的計算機加入網絡，必須向”DHCP伺服器”發送一個”DHCP請求”資料包，申請IP位址和相關的網絡參數。
前面說過，如果兩台計算機在同一個子網絡，必須知道對方的MAC位址和IP位址，才能發送資料包。但是，新加入的計算機不知道這兩個位址，怎麼發送資料包呢？
DHCP協定做了一些巧妙的規定。
DHCP協定
首先，它是一種應用層協定，建立在UDP協定之上，是以整個資料包是這樣的：
（1）最前面的”以太網标頭”，設定發出方（本機）的MAC位址和接收方（DHCP伺服器）的MAC位址。前者就是本機網卡的MAC位址，後者這時不知道，就填入一個廣播位址：FF-FF-FF-FF-FF-FF。
（2）後面的”IP标頭”，設定發出方的IP位址和接收方的IP位址。這時，對于這兩者，本機都不知道。于是，發出方的IP位址就設為0.0.0.0，接收方的IP位址設為255.255.255.255。
（3）最後的”UDP标頭”，設定發出方的端口和接收方的端口。這一部分是DHCP協定規定好的，發出方是68端口，接收方是67端口。
這個資料包構造完成後，就可以發出了。以太網是廣播發送，同一個子網絡的每台計算機都收到了這個包。因為接收方的MAC位址是FF-FF-FF-FF-FF-FF，看不出是發給誰的，是以每台收到這個包的計算機，還必須分析這個包的IP位址，才能确定是不是發給自己的。當看到發出方IP位址是0.0.0.0，接收方是255.255.255.255，于是DHCP伺服器知道”這個包是發給我的”，而其他計算機就可以丢棄這個包。
接下來，DHCP伺服器讀出這個包的資料内容，配置設定好IP位址，發送回去一個”DHCP響應”資料包。這個響應包的結構也是類似的，以太網标頭的MAC位址是雙方的網卡位址，IP标頭的IP位址是DHCP伺服器的IP位址（發出方）和255.255.255.255（接收方），UDP标頭的端口是67（發出方）和68（接收方），配置設定給請求端的IP位址和本網絡的具體參數則包含在Data部分。
新加入的計算機收到這個響應包，于是就知道了自己的IP位址、子網路遮罩、網關位址、DNS伺服器等等參數。
上網設定
這個部分，需要記住的就是一點：不管是”靜态IP位址”還是”動态IP位址”，電腦上網的首要步驟，是确定四個參數。這四個值很重要，值得重複一遍：
* 本機的IP位址
* 子網路遮罩
* 網關的IP位址
* DNS的IP位址
有了這幾個數值，電腦就可以上網”沖浪”了。接下來，我們來看一個執行個體，當使用者通路網頁的時候，網際網路協定是怎麼運作的。
執行個體：通路網頁
本機參數
我們假定，經過上一節的步驟，使用者設定好了自己的網絡參數：
* 本機的IP位址：192.168.1.100
* 子網路遮罩：255.255.255.0
* 網關的IP位址：192.168.1.1
* DNS的IP位址：8.8.8.8
然後他打開浏覽器，想要通路Google，在位址欄輸入了網址：www.google.com。
這意味着，浏覽器要向Google發送一個網頁請求的資料包。
DNS協定
我們知道，發送資料包，必須要知道對方的IP位址。但是，現在，我們隻知道網址www.google.com，不知道它的IP位址。
DNS協定可以幫助我們，将這個網址轉換成IP位址。已知DNS伺服器為8.8.8.8，于是我們向這個位址發送一個DNS資料包（53端口）。
然後，DNS伺服器做出響應，告訴我們Google的IP位址是172.194.72.105。于是，我們知道了對方的IP位址。
子網路遮罩
接下來，我們要判斷，這個IP位址是不是在同一個子網絡，這就要用到子網路遮罩。
已知子網路遮罩是255.255.255.0，本機用它對自己的IP位址192.168.1.100，做一個二進制的AND運算（兩個數位都為1，結果為1，否則為0），計算結果為192.168.1.0；然後對Google的IP位址172.194.72.105也做一個AND運算，計算結果為172.194.72.0。這兩個結果不相等，是以結論是，Google與本機不在同一個子網絡。
是以，我們要向Google發送資料包，必須通過網關192.168.1.1轉發，也就是說，接收方的MAC位址将是網關的MAC位址。
應用層協定
浏覽網頁用的是HTTP協定，它的整個資料包構造是這樣的：
HTTP部分的内容，類似于下面這樣：
GET / HTTP/1.1
Host: www.google.com
Connection: keep-alive
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1) ......
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
Accept-Encoding: gzip,deflate,sdch
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8
Accept-Charset: GBK,utf-8;q=0.7,*;q=0.3
Cookie: ... ...
我們假定這個部分的長度為4960位元組，它會被嵌在TCP資料包之中。
TCP協定
TCP資料包需要設定端口，接收方（Google）的HTTP端口預設是80，發送方（本機）的端口是一個随機生成的1024-65535之間的整數，假定為51775。
TCP資料包的标頭長度為20位元組，加上嵌入HTTP的資料包，總長度變為4980位元組。
IP協定
然後，TCP資料包再嵌入IP資料包。IP資料包需要設定雙方的IP位址，這是已知的，發送方是192.168.1.100（本機），接收方是172.194.72.105（Google）。
IP資料包的标頭長度為20位元組，加上嵌入的TCP資料包，總長度變為5000位元組。
以太網協定
最後，IP資料包嵌入以太網資料包。以太網資料包需要設定雙方的MAC位址，發送方為本機的網卡MAC位址，接收方為網關192.168.1.1的MAC位址（通過ARP協定得到）。
以太網資料包的資料部分，最大長度為1500位元組，而現在的IP資料包長度為5000位元組。是以，IP資料包必須分割成四個包。因為每個包都有自己的IP标頭（20位元組），是以四個包的IP資料包的長度分别為1500、1500、1500、560。
伺服器端響應
經過多個網關的轉發，Google的伺服器172.194.72.105，收到了這四個以太網資料包。
根據IP标頭的序号，Google将四個包拼起來，取出完整的TCP資料包，然後讀出裡面的”HTTP請求”，接着做出”HTTP響應”，再用TCP協定發回來。
本機收到HTTP響應以後，就可以将網頁顯示出來，完成一次網絡通信。
這個例子就到此為止，雖然經過了簡化，但它大緻上反映了網際網路協定的整個通信過程。