普通易懂收集协议（IP）

Socket抽象层位于应用层跟传输层之间，提供建设、绑定、监听、毗连、发送、吸取、封锁等常用要领。

Internet协议

IP是TCP/IP协议族中的焦点协议，为传输层提供IP数据报的交付手段，它认真将IP数据报从收集一端转达到另一端，实现数据转发。

IP的另一个浸染是：在发送端，吸取来自传输层的协议数据单位(PDU)，添加IP首部封装为IP数据报，交给协议族的下一层链路层。

在吸取端(包罗中间路由器)，吸取来自链路层的PDU，去掉IP首部，按照IP首部中的协议范例，将数据分发给TCP、UDP可能其他。

IP只是完因素组互换(转发)，假如你但愿获得靠得住性担保，IP会说：对不起，做不了。

发送一个IP数据报如同寄一个快递，只需把目标地收件人写在快递上，快递公司会路由分发，但中间有也许丢件，丢了不管，并且到了，也不会有确认，统统随缘。

基于TCP/IP协议族构建的收集，可以区分为端体系(双方的主机)和中间体系(中间路由器)，端主机实现收集全部层，而路由器实现传输层之下的全部层，IP行使逐跳协议，IP之上的各层行使端到端协议。

路由器

路由器事变于收集层，是IP层的焦点装备。

路由器有两个或两个以上的收集接口，用于毗连两个或多个收集，认真将IP数据报(分组)从一个收集接口转发到另一个收集接口。

带有多收集接口(网卡)的主机也能包袱转发分组的成果，这种主机称为作为路由器行使的主机。

假如把一个墟落比喻成一个小的局域网，那路由器就相等于毗连墟落的桥梁，路由器属于中间体系，以是毗连差异收集的路由器必要实现差异的链路层协议，完成差异链路层的翻译转换成果。

另一方面，路由器实现链路层+收集层这2层就够了，而不必实现传输层和应用层，这是由它的成果(实现分组互换)抉择的。

每个IP分组都是一个IP数据报，包括发送方和吸取方的第三层地点(IP地点)，即32位的IPv4或128位的IPv6，IP数据报首部中的目标地点抉择将该数据报发往那里，而做出抉择和发送数据报到下一跳的进程叫转发，转发依靠于路由表，是存储于内存中的一个数据布局。

IP协议名目

在贴出IP协议名目之前，我们可以假想一下，IP协议必要包罗哪些信息，这比直接上图+死记硬背要好。

按照之前封装的描写，显然，IP数据报应该是包罗IP首部+数据负载，而这个不透明的负载(Payload)来自于TCP、UDP可能其他。

以是我们讲IP数据报名目，着实就是IP首部的构成和布局，由于数据负载来自于上层，而封装的本质要求上层的数据对基层潜匿、无须表明，既然IP的Payload对付IP层透明，那天然没什么可讲的。

IP首部由各类差异用途和寄义的字段构成。

由于IP分32位的IPv4和128位的IPv6，以是IP首部必要包罗版本号字段用来区分这两种环境。

由于IP认真分组转发，以是IP首部应该包罗目标IP地点，用于路由转发逻辑的处理赏罚，其它吸取端也许必要找到该分组的来历，以是也应该包括来历IP地点。

TCP、UDP、ICMP、IGMP都通过IP数据报传输，以是在IP首部，必要包括一个协议字段，用于区分该IP数据报承载的是哪种范例的协议。

IP不纠错，可是必要搜查错误，数据在传输进程中，有也许堕落，导致吸取到的数据跟发送的纷歧样，以是吸取端必要有要领知道传输进程中，数据是否跟发送端同等，以是头部校验和字段也是须要的。

由于IP要处理赏罚分片和重组，以是IP首部必要包括相干信息，以支持该成果。

IP分IPv4和IPv6两种，协议名目差异，本文报告以IPv4为主，先给一个IPv4的数据报图，不带选项的IP数据报头部为20字节。

• 版本，IP协议的第一个字段都是版本字段，这也是IPv4和IPv6独一沟通的字段，IP数据报的版本字段为4对应IPv4，为6对应IPv6，主机可能路由器可以按照版本字段，别离处理赏罚IPv4或IPv6(称为双栈)。
• IHL，Internet头部长度，该字段为4位，暗示头部(包罗选项)32位字的数目，也就是说，真正的用字节暗示的头部长度应该是IHL的值，再乘以4(32位=4字节)，由于4位能暗示的最大2进制为1111，对应十进制15，以是IPv4的首部最多60(15*4)字节。
• DS，处事范例字段占6bit，表现节制关照(ECN)占2bit，一共8bit，该8bit用来替代了最初版本的处事范例(ToS)字段，缘故起因是ToS着实没怎么被用。
• 总长度字段，是IP数据报的总长度，包罗首部和数据。

接下来的32位字(4字节)，标识(16bit)+符号(3bit)+分片偏移(13bit)用于分片和重组逻辑。

• TTL，保留期字段用于配置数据报可颠末路由器数目的上限。超此上限的IP数据报将被扬弃。
• 协议字段，8bit，提供多路解析成果，满意IP协议可用于携带多种(TCP、UDP、ICMP、IGMP等)协议范例的有用载荷的要求，TCP对应值17，UDP对应值为6。
• 头部校验和字段，仅计较IPv4头部，不包罗数据，数据(Payload)的校验由传输层协议去担保，校验和的寄义很简朴明白，在发送端按照IP头部的列位计较出一个数值，吸取端按照吸取到的IP头部的列位重算一个数值，假如该值便是校验和字段，那就哦了，不然，传输进程中堕落了，这个IP数据报不靠谱，扔了吧。

分片和重组

链路层对可传输的帧有一个最大长度的限定，以太网对数据帧的长度上限是1500字节，链路层可传输帧的长度限定叫做最大传输单位(MTU)。

假如IP层有一个数据报要传，且数据长度比链路层的MTU还大，那么IP层就必要对该数据报分片(fragmentation)，把超限的数据报切分为多少片，使得每片都小于MTU限定。

（编辑：湖南网）

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