协议系列之IP协议

1、协议

协议（protocol）的定义：为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。两个终端相互通信时双方达成的一种约定，规定了一套通信规则，双方通信必须遵守这些规则。这些规则规定了分组报文的交换方式、报文的结构、报文每部分所代表的意思（例如从n位到m位表示目的地址），以及规定了怎样解析次协议的报文。举个例子，我们打开浏览器后，输入http://www.baidu.com，此时即是使用了HTTP协议进行通信，HTTP协议的设定就是为了约束规范浏览器跟服务器双方的通信。浏览器发送的HTTP报文包含了服务器需要的信息，服务器接到报文对其进行解析，然后返回浏览器需要的HTTP报文，这样就完成了一次通信，解决了双方之间通信的问题。

协议包含三要素：①语义，解释控制信息每个部分的意义。②语法，用户数据于控制信息的结构与格式，以及数据出现的顺序。③时序，对事件发生顺序的详细说明。简单说来就是要做什么，要怎么做，做的顺序。

2、IP协议

IP协议即因特网协议。这是一个网络层的协议，它规定了数据包的格式、基本单元、打包方法、递交办法、路由选择、传输方法以及传输路线。就像现实生活中，一个工厂把产品产出来后，需要运送到全国各地去卖。这是需要先确定好用箱子存放产品，接着多少个产品放一箱，箱子的规格，产品的规格，这些产品怎么摆放，用什么交通方式运送，运送的路线是什么，目的地是哪里等等，最后才能完好无损地送到目的地。

IP协议作为TCP/IP协议的载体，是TCP/IP协议的核心协议，因为TCP、UDP等协议的数据发送都是以IP数据报格式发送。图2-2-2-1展示了一个完整的IP协议报文，其中包括了像源IP地址跟目的IP地址等信息，表明了“我从哪里来，要到哪里去”。校验和通过一个简单的数学计算，验证数据报的完整性。我们主要了解IP报文结构即可，其他字段的不在这里展出，有兴趣的朋友可以查找相关资料。

图2-2-2-1 IP协议报文

IP协议主要负责在主机间寻址并为数据包设定路由，它提供不可靠、无连接的数据传输服务。为什么是不可靠、无连接的？因为它不保证IP数据能正确传递至目的地，一旦发生某种错误，可能丢弃数据包，而且在数据被接收到时，IP协议不需要收到确认，这些都造成了其不可靠性。而在数据交换前不建立会话则是说明了其无连接状态。

IP协议是一个基础协议，任何建立在IP协议基础上，利用IP协议传输的其他协议，都会将自己的数据包以一定的格式追加到IP数据包里面，作为载体。最终在接收端对接收到的IP数据包进行解包。

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