IP網際協議講解

   IP首部

    IP協議是TCP/IP協議族中最核心的協議，所有的TCP、UDP、ICMP、IGMP數據都是以IP數據報格式傳輸的。

    IP提供不可靠、無連接的服務。

    不可靠：不能保證IP數據報能成功到達目的地。可靠性由上層（如TCP）提供。

    無連接：IP並不維護任何關於後續數據報的狀態信息。每個數據報的處理是相互獨立的。IP數據報可以不按發送順序接收。

    IP數據報格式：

 

  

    IP數據報用bit endian字節序傳輸。

    （1）4位版本：表示版本號

    （2）4位首部長度：首部占32bit字的數目。最大為15*32/8=60字節。普通IP數據報該字段值是5，也就是首部為5*32/8=20字節。

    （3）TOS：3bit優先權字段（已忽略），4bitTOS子字段，標識最小時延（Telnet，Rlogin），最大吞吐量（FTP），最高可靠性 （SNMP），最小費用（NNTP，用戶網絡新聞）。4bit中只能置其中1bit.4bit均為0表明一般服務。

    （4）16bit總長度字段：整個IP數據報的長度，單位是字節。最長可以是65535字節，但大多數鏈路層會對它進行分片。

    （5）16位標識：唯一標識主機發送的每一分數據報，每發一份值加1，因為IP是無連接的，所以這個值在數據報重組時應該要被用到。

    （6）TTL：設置了數據報可以經過最多的路由器數。每經過一個路由器就減1，到0就丟棄。

    （7）先將檢驗和字段置0，對首部中美16bit進行二進制反碼求和，結果存在檢驗和字段中。當接收到一份數據報時，同樣對首部中沒16個bit反碼求和，若計算結果全1則檢驗正確。否則丟棄該數據包。ICMP，IGMP，UDP和TCP采用相同的檢驗和算法。

    IP路由選擇

    概念上，IP理由選擇是簡單的，若源主機和目的主機直接相連或者在一個共享網絡上，就直接將IP數據報送到目的主機，否則發往默認的路由器，由路由器轉發。

    大多數用戶系統都可以配置成路由器。

    IP層在內存中有一個路由表，當收到數據報並要對它進行發送時，要對表進行搜索。當數據報來自某個網絡接口時，IP會檢查目的地址是否為本機地址之一或者 是廣播地址，若是，則數據報被送到由IP首部協議字段規定的協議模塊中處理。若不是，則若主機IP層被設置為路由器功能，轉發數據報，否則丟棄。

    IP路由表每一項都具有：目的IP地址，下一站路由地址，標志，為數據報傳輸指定的網絡接口

    IP路由器完成功能（按序）：

    1.      搜尋路由表，找與目的地址完全匹配的表目。

    2.      搜尋路由表，找與目的網絡號匹配的表木目。

    3.      搜尋路由表 尋找默認表目。

    若上面的步驟都沒有成功則返回“主機不可達”或“網絡不可達的錯誤”。

    為一個網絡指定一個路由器而不需要為每個主機指定一個路由器，這樣可以縮小路由表的規模。

    數據報中的目的IP地址始終不會發生變化，每個鏈路層可能具有不同的數據幀首部，而且鏈路層的目的地址始終指下一站的鏈路層地址。