普通易懂收集协议（IP）

之前写过一篇《普通易懂TCP/IP(概述)》，广受接待和洽评，有网友催更，便抽闲续写IP章节，回应粉丝等候。

TCP/IP收集模子

TCP/IP收集模子分为4层，自下而上漫衍为链路层(又叫收集接口层)、收集层、传输层、应用层。

• 链路层：处理赏罚数据在前言上的暗示、传输以及与硬件交互的细节。
• 收集层：IP层认真IP数据报的路由转发，全部的TCP、UDP、ICMP和IGMP数据都通过IP数据报传输。收集层(IP)提供了一种极力而为、无毗连、不行靠的数据报交付处事，IP认真将IP数据报(又叫分组)放入数据链路层传输，并处理赏罚分片和重组逻辑。
• 传输层：为端主机上运行的应用措施提供端到端处事，包罗TCP和UDP。
• TCP提供了带流量节制、拥塞节制、有序、靠得住的流交付，TCP必要处理赏罚丢包检测重传、重排序等IP层不处理赏罚的题目，TCP面向毗连，不保存动静界线。
• UDP提供的成果根基上没有逾越IP，不提供速度节制和过错节制，不担保靠得住性，UDP只是提供一套端标语，用于复用、多路解析(即把收到的数据报交给应用层对应措施处理赏罚)和校验数据完备性(只检错不纠错)，UDP面向非毗连，保存动静界线。
• 应用层：认真处理赏罚特定应用的细节，凡是应用的实现都是基于TCP/IP可能UDP/IP。应用层与应用细节相干，与收集数据传输无关，而之下的三层(链路层、收集层、传输层)则对应用一窍不通，但必要处理赏罚通讯的细节。

分层&协议比较

OSI七层收集模子和TCP/IP四层收集模子的对应相关如下图，对应层的常用协议也列于表中。

分层的方针是断绝，通过度层实现：基层对上层透明，而上层操作基层提供的手段。

分层的另一个利益是协议复用，这种复用应承多种协议共存于统一基本办法之中，复用可以产生在差异层，并在每层都有差异范例的标识符区分，用于确定信息属于哪个协议。

好比在链路层的数据帧(Frame)有一个协议标识符字段，用来标识链路层帧携带的协议是IP照旧ARP;又好比在收集层的IP数据报头部有一个8位协议字段，标识该IP数据报来自于TCP、照旧UDP、亦或是ICMP、IGMP...

封装

数据在发送端从上到下颠末TCP/IP协议栈，遵循应用层->TCP/UDP->IP->链路层的次序。

当某层的一个协议数据单位(PDU)工具转换为由底层携带的数据名目暗示，这个进程称为在相邻低层的封装，即上层被封装工具作为不透明数据充当底层的Payload部门，封装是层层包裹的进程。

每层都有本身的动静工具(PDU)的观念。

• TCP层的PDU叫TCP段(segment)
• UDP层的PDU叫UDP数据报(Datagram)
• IP层的PDU叫IP数据报(Datagram)
• 链路层的PDU叫链路层帧(Frame)

封装的本质是未来自上层的数据当作不透明、无须表明的信息，颠末本层的处理赏罚，在上层PDU的前面加上本层协议的头部，有些协议是增进尾部(链路层)，头部用于在发送时复用数据，吸取方基于各层封装进程中增进头部中的解析标识符执行解析。

详细到TCP传输数据而言，发送端的数据要颠末三次封装。

• 应用层数据颠末TCP层的时辰，会增进TCP头部，发生TCP Segment，TCP头部中的端标语是该层的解析标识符。
• TCP Segment颠末IP层的时辰，会增进IP头部，发生IP Datagram，IP头部中的协议范例字段是该层的解析标识符。
• IP分组颠末链路层的时辰，会增进以太网首部和尾部，发生以太网Frame，帧头部中的以太网范例字段，可用于区分IPv4(0x8000)、IPv6(0x86DD)和ARP(0x0806)。

分用

数据达到吸取端(是目标呆板)，会从下到上颠末TCP/IP协议栈，遵循链路层->IP->TCP/UDP->应用层的次序。

吸取端的数据还原也必要经验三次解封。

• 颠末链路层会剥离以太网首尾部，按照以太网范例字段，假如是IP Datagram则交给IP模块。
• 颠末IP层会破除IP头部，按照IP头部中的协议范例字段，交给TCP、UDP可能ICMP、IGMP模块。
• 颠末TCP/UDP层去掉TCP/UDP头部，按照端标语，最终将数据还原取出，并交付给应用措施。

封装产生在发送方，拆封(还原)产生在吸取方。

动静界线

应用层将协议携带的数据写入动静，动静界线是两次写入操纵之间的位置或字节偏移量。

保存动静界线的协议(UDP)在吸取方能得到发送方的动静界线，而不保存动静界线的协议(TCP)在吸取方将不能得到发送方的动静界线。

好比发送端通过UDP协议先后发送2个巨细别离为100、200字节的动静，吸取端通过UDP协议吸取数据，将分2次别离吸取到100、200字节的动静，但不担保吸取100、200动静的先后次序。

而TCP是数据流协议，假如发送端通过TCP协议先后发送2个巨细为100和200字节的动静，吸取端会收到300字节数据，但每次吸取返回的不必然是100、200字节动静，吸取端丢失了发送端的动静界线。

收集地点

IP地点用于IP层，IPv4的IP地点是32位整数，最多可以暗示40多亿个IP地点，按8位一字节，则分为4字节，每个字节是一个0~255的无标记整数，以是可以暗示为“abc.def.ghi.jkl”的点分十进制名目，也可以暗示为32位无标记整数。

点分十进制和无标记32位无标记整数可以很轻易换算。

IPv4地点空间分成五大类，A、B、C类用于Internet单播，D类地点供组播行使，E类地点保存。

（编辑：湖南网）

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