Introduction to TCP/IP 第1周
课程中时刻思考两个问题：1、这些协议都是人为设计的，为什么这样设计，这样设计有什么好处？
2、有没有其他方案可行？
My PC's Internet ＆ Gateway
In the first chapter,My PC's Internet and Gateway, it talks about how your PC is connected to the Internet and what are the basic configurations.
课程从计算机上的一些网络设置开始讲起，这些设置让我们得以成功的连接到互联网。
这是课程上老师使用的电脑的网络设置界面的图片：
对应的，我使用的计算机的网络设置是这样的：
可以看到，右边的窗口中，我勾选的是“自动获得IP地址”，这涉及到DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议），相关内容会在下文DHCP模块详细说明。
这一部分会主要介绍手动设置中，各个值是如何设置的，以及它们对于将计算机连接到互联网的意义。
这里显示的IPv4 32位地址是：165.132.126.159，每一个句点都隔开了一个字节，每个字节有8位，也就是二进制的00000000到11111111，也就是0到255。
如今我们使用的计算机或智能手机大多拥有多个接口，如智能手机使用移动通信，拥有2G、3G、4G连接；使用WIFI，拥有适用于IEEE 802.11 a/b/g/n/ac模式的连接；还有蓝牙等等。
而每个接口都需要一个单独的IP地址，那IP地址是否有可能不够用呢？答案是肯定的，IP地址拥有32位，也就是可使用的IP地址少于43亿个，每台智能手机就需要使用多个，同时还有
其他设备，如网络需要目的地地址，广播需要单独的IP地址，路由器接口也需要IP地址分配，显然是不够用的。而DHCP能够有效的解决这一问题（见下文DHCP模块），同时子网掩码
也能够提高IP地址分配效率。
使用子网是为了减少IP的浪费，因为随着互联网的发展，越来越多的网络产生，有的网络多则几百台设备，有的只有区区几台设备，这样就浪费了很多IP地址，所以要划分子网。使用子
网可以提高网络应用的效率。通过计算机的子网掩码判断两台计算机是否属于同一网段的方法是，将计算机十进制的IP地址和子网掩码转换为二进制的形式，然后进行二进制“与”计算，如
果得出的结果是相同的，那么这两台计算机就属于同一网段。
默认网关是专用的互联网路由器，它将发送和接收计算机的所有互联网数据包。所有网关都是IP路由器，这也是课程中老师会交替使用网关和路由器的原因。
DNS代表域名服务器，它是一个将主机名转换成IP地址的服务器。如下图：
主机名需要转换为IP地址才能将数据包路由到服务器。
DHCP
上文介绍的IP地址、子网掩码、默认网关以及DNS服务器的IP地址等各项设置，是可以通过DHCP这项技术自动配置的，前提是你必须有一个本地DHCP服务器支持。
如果拥有本地DHCP服务器并选择自动获得IP地址这个选项，DHCP将使计算机能够自动联系本地DHCP服务器并请求IP地址网络参数以连接到Internet。
DHCP的重要性除了自动带来的便捷之外，还有更加重要的一点就是它允许IP地址的重用，它可以动态分配一个IP地址池中的各个IP地址，当分配出去的IP地址不再需要服务时，
能够将其收回并非常有效地重用这些IP地址。
DHCP是以客户端-服务器的模式运行的。客户端：计算机、智能手机；服务器：DHCP服务器。
过程是这样的：DHCP服务器管理一个IP地址池以及客户端信息，客户端连接到网络，客户端DHCP程序使用UDP来查找DHCP服务器，并向服务器请求网络信息，网络上的任何
DHCP服务器都可以通过向客户端回复IP租约来提供服务，然后客户端将向DHCP服务器发送一个IP租约请求，接着DHCP服务器将发回一个IP租约确认，允许在有限的时间内使
用IP地址和网络参数。
IP路由表
当一个IP packet进入网关（即路由器）时，路由表用于确定将该包发送到何处。
以上图端口1为例，目标IP地址为165.132.9.0，子网掩码为255.255.255.128，这意味着此子网拥有128个IP地址，范围为165.132.9.0~165.132.9.127，当传入的IP packet在这个范
围内，那么它将被发送到这个接口端口，也就是端口1，否则将继续往下比对，如果一直到端口3仍然不匹配，那么这个IP packet将转到Internet，也就是上图红圈所示部分，它肯定
会匹配这个范围，因为网络IP地址是最底层的（这里不确定翻译的准不准确，后附原文），子网掩码是完全开放的。
Then definitely it will match this range, because the network IP address is the lowest one.
小结
这一章节的内容，印象比较深刻的当属DHCP运行的模式，即客户端-服务器模式，这个模式显著的优点之一就是只有客户端发送了请求，服务器才会给予响应，减少了资源的占用。
除了运行的模式之外，还有DHCP这项技术本身，允许了IP地址的重用，做到了动态分配，是一种相对智能的分配方式。
