TCP/IP 第三章 IP：网际协议

一、IP介绍

IP协议是TCP/IP协议簇中最为核心的协议。所有TCP,UDP,ICMP,IGMP都是以IP数据报格式传输。

IP协议有两个特点需要注意：不可靠和无连接

不可靠：说的是IP协议不能保证IP数据报能够成功的到达目的地。如果发生了错误（比如某个路由器的缓冲区用完了），那么IP选择丢弃这个数据报，然后发送ICMP消息给消息源端。任何要求的可靠性必须有上层来提供

无连接：IP并不维护任何关于后续数据报的状态信息。每个数据报都是独立的（选择的路线可能都不同），所以他们可以不按发送顺序接收。

二、IP首部：

 

网络字节序是大端序。

需要解释的字段：

总长度：指整个IP数据报的长度，以字节为单位。

TTL：设置了数据报可以经过的最多路由器数目，指定了数据报的生存时间。

首部校验和：只对IP首部计算校验和。需要注意的是，当接收方计算校验和之后不是都为1，那么他就直接抛弃报文，让上层协议去发现丢失报文。

三、IP路由选择

 IP路由选择是逐跳地进行，IP不知道到达目的的完整路径（除了与主机直接相连的目的）

1.    IP层在内存中有一个路由表，当收到一份数据报并进行发送时，他需要对该表进行一次搜索。如果数据报来自某个网络接口，IP首先检查目的IP地址是否本机的IP地址或者IP广播地址，如果是则将数据报发送给IP首部协议字段所指定的协议模块进行处理。。

2.    如果目标地址不是这些地址，那么如果IP层被设置为路由器功能，那么就对数据报进行以下转发。。。否则将数据报丢弃

I P路由选择主要完成以下这些功能：

1) 搜索路由表，寻找能与目的IP地址完全匹配的表目（网络号和主机号都要匹配）。如果找到，则把报文发送给该表目指定的下一站路由器或直接连接的网络接口（取决于标志字段的值）。

2) 搜索路由表，寻找能与目的网络号相匹配的表目。如果找到，则把报文发送给该表目指定的下一站路由器或直接连接的网络接口（取决于标志字段的值）。目的网络上的所有主机都可以通过这个表目来处置。例如，一个以太网上的所有主机都是通过这种表目进行寻径的。这种搜索网络的匹配方法必须考虑可能的子网掩码。

3) 搜索路由表，寻找标为“默认（ d e f a u l t）”的表目。如果找到，则把报文发送给该表目指定的下一站路由器。

需要说明的是：数据报中的目的IP地址始终不发生任何变化，所有的路由选择策略都是基于这个目的IP的。每个链路层可能具有不同的数据帧首部，而且链路层的目的地址之中指的是下一站的链路层地址。（这个地址一般可以通过ARP获得）。

四、子网掩码

掩码是一个32bit的值，其中值为1的比特留给网络号和子网号，为0的比特位留给主机号。

给定IP地址和子网掩码之后，主机可以确定一个IP为本子网上的主机，本网络中其他子网中的主机，其他网络上的主机。至于网络的确定：知道IP之后便知道此IP属于哪类IP地址。