TCP/IP详解 卷一（第三章 IP：网际协议）

IP是TCP/IP协议族中最为核心的协议。所有的TCP、UDP、ICMP及IGMP数据都以IP数据报格式传输。

IP提供不可靠、无连接的数据报传送服务。

1.不可靠：就是它不能保证IP数据报能成功地到达目的地。IP仅提供最好的传输服务。

2.无连接：每个数据报的处理都是相互独立的，IP数据报可以不按发送顺序接收。

1.IP首部

其中TTL（time-to-live）生存时间字段设置了数据报可以经过的最多路由器数。

一旦经过一个处理它的路由器，它的值就减去1。当该字段的值为0时，数据报就被丢弃。并发送ICMP报文通知源主机

2.IP路由选择

IP路由选择是简单的，大多数主机都是采用下面的简单机制。

如果目的主机与源主机直接相连（点对点链路）或在一个共享网络上（以太网），那么IP数据报就直接送到目的主机上。

否则，主机把数据报发往一默认路由器上，由路由器来转发数据报。

在一般的体制中，IP层在内存中由一个路由表。当收到一份数据报并进行发送时，它都要对该表搜索一次。

路由表中的每一项包含下面这些信息：

1.目的地址。既可是一个完整的主机地址，也可以是一个网络地址，由该表的标志字段来指定。

2.下一跳路由器的IP地址，或者有直接连接的网络IP地址。

3.标志

4.为数据报传输指定一个网络接口

IP路由选择主要完成以下的功能：

1.搜索路由表，寻找能与目的IP地址完全匹配的表目。如果找到，则把报文发送给该表目指定的下一跳路由器或直接连接的网路接口。

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跳路由器或直接连接的网络接口。

3.搜索路由器，寻找标为默认的条目。如果找到，则把报文发送给该表目指定的下一跳路由器。

如果上面这些步骤都没有成功，那么该数据报就不能被传送。

3.子网寻址

现在所有的主机都要求支持子网编址（把主机号再分成一个子网号和主机号）

在InterNIC获得某类IP网络号后，就由当地的系统管理员来进行分配，由他来决定是否建立子网，以及分配多少比特给子网号和主机号。

下面是一个B类地址的一种子网编址

4.子网掩码

除了IP地址以外，主机还需要知道有多少比特用于子网号及多少比特用于主机号，这是通过子网掩码来确定的。

这个掩码是一个32bit的值，其中值为1的比特留给网络号和子网号，为0的比特留给主机号。下图是一个B类地址的两种不同的子网掩码格式。

给定IP地址和子网掩码后，主机就可以确定IP数据报的目的是：

1.本子网上的主机

2.本网络中的其他子网中的主机

3.其他网络上的主机