3、IP网际协议

一、引言

IP提供不可靠、无连接的数据报传送。不可靠：不能保证IP数据报能成功到达目的地。如果发生了某个错误，IP有一个简单的错误处理算法：丢弃改数据报，然后发送ICMP消息报给信源端。可靠性由上层来提供（TCP）。无连接：IP并不维护任何关于后续数据报的状态信息。每个数据报处理相互独立。IP数据报可以不按发送顺序接收。每个数据报都是独立地进行路由选择，可能选择不同的路线。

二、IP首部

IP首部长为20字节。

首部长度是首部占32bit字的数目，4位所以最长是60个字节，普通字段值为5。服务类型(TOS)字段包括三个3bit的优先权子字段（现在已被忽略），4bit的TOS子字段和1bit未用位但必须置0。4bit的TOS分别代表：最小时延、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用。

总长度字段是指整个IP数据报的长度，以字节为单位。该字段长16比特，所以IP数据报最长可达65535字节。当数据报被分片时，该字段也发生变化。标识字段唯一地标识主机发送的每一份数据报，通常每发送一份报文它的值就会加1。TTL生存时间字段，每经过一个路由器它的值就减去1，当该字段的值为0时，数据就被丢弃并发送ICMP报文通知主机。首部检验和字段是根据IP首部计算的检验和码。首先检验和置0再对首部中每个16bit进行二进制反码求和保存在检验和字段中。

路由选择

简单机制：（1）目的主机和源主机或在一个共享网络上则直接送到目的主机。（2）其他情况发往一默认路由器，由路由器转发数据报。一般体制：IP层在内存中有一个路由表，收到一份数据报时则搜索该表。（1）检查目的IP是否为本机的IP地址之一或者是IP广播地址是就发送到指定协议模块处理；（2）如果不是，那么IP层是否被设置成路由器的功能是就转发否则就丢弃。路由表信息：（1）目的IP地址（2）下一站路由器的IP地址（3）标志。指明目的IP地址是网络地址还是主机地址，另一个标志指明下一站路由器是否为真的下一站路由器还是直接相连的接口。（4）为数据报的传输指定网络接口。IP数据报路由选择是逐跳进行的。IP路由选择：（1）搜索路由表，寻找目的IP地址完全匹配的。（2）寻找能与目的网络号相匹配的。（3）寻找默认目标。如果上述都没有成功则go die，返回“主机不可达”或“网络不可达”的错误。