IP协议和IP选路

IP协议

概念：IP协议是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则，规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。
（1）IP定义了在TCP/IP互联网上数据传送的基本单元和数据格式。
（2）IP软件完成路由选择功能，选择数据传送的路径。
（3）IP包含了一组不可靠分组传送的规则，指明了分组处理、差错信息发生以及分组的规则。
（4）不可靠的、无连接的传送机制。

IP的分类：
1、传统分类

2、新分类——CIDR
IP地址=网络前缀+主机号
记法：IP地址/网络前缀位数

专用IP：
在因特网中所有路由器对目的地址是专用地址的数据报一律不转发。

A级：10.0.0.1 - 10.255.255.254
B级：172.16.0.1 - 172.31.255.254
C级：192.168.0.1 - 192.168.255.254

IP数据报格式：

（1）版本：4bit，通信双方使用的IP协议版本必须一致，目前使用IPv4,以后将使用IPv6。
（2）首部长度：4bit，单位是4字节。最大首部长度为15*4=60字节。
（3）区分服务：8bit，用来获得更好的服务。

(4)总长度：16bit，首部和数据之和的长度。最大总长度2^16-1=65535字节。
（5）标识：16bit，IP软件在存储器中维持一个计数器，每产生一个数据报，计数器就加1，并将次值赋给标识字段。
（6）标志：3bit，
（7）片偏移：13bit，单位是8字节。分组后，某片在原分组中的相对位置。
（8）生存时间：8bit，TTL（Time To Live），数据报在网络中的寿命，现在为经过的路由器跳数。最大为255。
(9)协议：8bit，指出数据报携带的数据使用的是何种协议，以便目的主机的IP层直到应该将数据部分上交给哪个协议处理过程。
常用的协议字段值：

（10）首部检验和：16bit，只检验数据报的首部，不检验数据部分。
（11）源IP地址：32bit。
（12）目的IP地址：32bit。
（13）选项：0~40字节。主要是用于网络测试或调试。记录路由选项、源路由选项、时间戳选项等。路由和时间戳选项提供了一种监视或控制互联网路由器路由数据包的方法。

IP选路

概述：IP选路是IP最重要的功能之一。IP执行选路机制，路由守护进程提供选路策略。

IP路由选择的特性：为一个网络指定一个路由器，而不必为每个主机指定一个路由器。

IP路由选路原理：

1. 搜索路由表，寻找能与目的IP地址完全匹配的表目。
2. 搜索路由表，寻找能与目的网络号相匹配的表目。
3. 搜索路由表，寻找标为“默认”的表目。

路由标志：
U（use） 该路由可以使用。
G （gateway） 该路由是到一个网关（路由器）。若无，则说明与目的地直接相连。
H （host） 该路由是到一个主机，一个完整的主机地址。若无，则说明该路由是到一个网络，而目的地址是一个网络号地址。
D （direct） 该路由是由重定向报文创建的。
M （modify） 该路由已被重定向报文修改。

1、如果路由表中没有默认项，也没有找到匹配项，则向源主机发送“主机不可达”ICMP差错报文。
2、如果路由检测到它发送的接口与数据报到达的接口是相同的，则向源主机发送“重定向”差错报文。