IP首部

    IP協(xié)議是TCP/IP協(xié)議族中最核心的協(xié)議，所有的TCP、UDP、ICMP、IGMP數(shù)據(jù)都是以IP數(shù)據(jù)報(bào)格式傳輸?shù)摹?/p>

    IP提供不可靠、無連接的服務(wù)。

    不可靠：不能保證IP數(shù)據(jù)報(bào)能成功到達(dá)目的地。可靠性由上層（如TCP）提供。

    無連接：IP并不維護(hù)任何關(guān)于后續(xù)數(shù)據(jù)報(bào)的狀態(tài)信息。每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的處理是相互獨(dú)立的。IP數(shù)據(jù)報(bào)可以不按發(fā)送順序接收。

    IP數(shù)據(jù)報(bào)格式：

    IP數(shù)據(jù)報(bào)用bit endian字節(jié)序傳輸。

    （1）4位版本：表示版本號(hào)

    （2）4位首部長(zhǎng)度：首部占32bit字的數(shù)目。最大為15*32/8=60字節(jié)。普通IP數(shù)據(jù)報(bào)該字段值是5，也就是首部為5*32/8=20字節(jié)。

    （3）TOS：3bit優(yōu)先權(quán)字段（已忽略），4bitTOS子字段，標(biāo)識(shí)最小時(shí)延（Telnet，Rlogin），最大吞吐量（FTP），最高可靠性 （SNMP），最小費(fèi)用（NNTP，用戶網(wǎng)絡(luò)新聞）。4bit中只能置其中1bit.4bit均為0表明一般服務(wù)。

    （4）16bit總長(zhǎng)度字段：整個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度，單位是字節(jié)。最長(zhǎng)可以是65535字節(jié)，但大多數(shù)鏈路層會(huì)對(duì)它進(jìn)行分片。

    （5）16位標(biāo)識(shí)：唯一標(biāo)識(shí)主機(jī)發(fā)送的每一分?jǐn)?shù)據(jù)報(bào)，每發(fā)一份值加1，因?yàn)镮P是無連接的，所以這個(gè)值在數(shù)據(jù)報(bào)重組時(shí)應(yīng)該要被用到。

    （6）TTL：設(shè)置了數(shù)據(jù)報(bào)可以經(jīng)過最多的路由器數(shù)。每經(jīng)過一個(gè)路由器就減1，到0就丟棄。

    （7）先將檢驗(yàn)和字段置0，對(duì)首部中美16bit進(jìn)行二進(jìn)制反碼求和，結(jié)果存在檢驗(yàn)和字段中。當(dāng)接收到一份數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，同樣對(duì)首部中沒16個(gè)bit反碼求和，若計(jì)算結(jié)果全1則檢驗(yàn)正確。否則丟棄該數(shù)據(jù)包。ICMP，IGMP，UDP和TCP采用相同的檢驗(yàn)和算法。

    IP路由選擇

    概念上，IP理由選擇是簡(jiǎn)單的，若源主機(jī)和目的主機(jī)直接相連或者在一個(gè)共享網(wǎng)絡(luò)上，就直接將IP數(shù)據(jù)報(bào)送到目的主機(jī)，否則發(fā)往默認(rèn)的路由器，由路由器轉(zhuǎn)發(fā)。

    大多數(shù)用戶系統(tǒng)都可以配置成路由器。

    IP層在內(nèi)存中有一個(gè)路由表，當(dāng)收到數(shù)據(jù)報(bào)并要對(duì)它進(jìn)行發(fā)送時(shí)，要對(duì)表進(jìn)行搜索。當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)來自某個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口時(shí)，IP會(huì)檢查目的地址是否為本機(jī)地址之一或者 是廣播地址，若是，則數(shù)據(jù)報(bào)被送到由IP首部協(xié)議字段規(guī)定的協(xié)議模塊中處理。若不是，則若主機(jī)IP層被設(shè)置為路由器功能，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)，否則丟棄。

    IP路由表每一項(xiàng)都具有：目的IP地址，下一站路由地址，標(biāo)志，為數(shù)據(jù)報(bào)傳輸指定的網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)號(hào)匹配的表木目。

    3.      搜尋路由表 尋找默認(rèn)表目。

    若上面的步驟都沒有成功則返回“主機(jī)不可達(dá)”或“網(wǎng)絡(luò)不可達(dá)的錯(cuò)誤”。

    為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)指定一個(gè)路由器而不需要為每個(gè)主機(jī)指定一個(gè)路由器，這樣可以縮小路由表的規(guī)模。

    數(shù)據(jù)報(bào)中的目的IP地址始終不會(huì)發(fā)生變化，每個(gè)鏈路層可能具有不同的數(shù)據(jù)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。
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