TCP/IP 协议：IP 协议

首先来看一下IP协议在实际中的位置:

我们只关系流程，不关系当前具体的服务类型

1、IP协议概述

作用：

从上图或从应用层->运输层->网络层->链路层来看,IP协议属于网络层,也就是作为运输层(UDP等)和链路层(以太网)沟通的桥梁。

特点：

IP协议提供的是不可靠和无连接的数据报传递。

什么是不可靠？不可靠意味着不保证当前的数据报成功送到目的地

什么是无连接？无连接意味着对发送后的数据不再维护其状态信息

注：IP协议是TCP/IP协议族中最为核心的协议(桥梁、通信协议)

2、IP协议-首部说明

注1.关于TOS服务类型：

注2.关于首部长度字段说明：

1.字段为16位说明IP数据报最长可达65535字节，尽管如此，大多数链路层都会进行分片操作（后续讲解）

2.字段存在原因：上文的RFC定义的以太网数据帧长最小为46字节，此处的IP数据报真实的内容可能小于46字节

（注意：此时其他字节需填充凑齐46字节）

注3.校验和计算方式：

略

注意：所有TCP/IP首部所有的传输都采用大端模式即：高位在低比特位，读值直接采用顺序读取,小端模式则相反（对应于网络编程API：htons系列）。

3、IP层数据的传递-IP路由选择（路由表描述）    

1.路由是什么

在网络层(IP层)中，普通的服务器既可以被配置成主机也可以被配置为路由器，而主机和路由器的本质区别在于：

具有路由功能的主机对接收到的数据进行转发，而主机只接收不转发。

2.路由表是什么

在应用层->运输层->网络层->链路层的基础结构下，网络层（IP层）可以从运输层（TCP，UDP..）接收数据，在网络层（IP层）发送到

链路层的时候，我们需要对应IP地址的主机硬件地址(见本文的第一张图)，IP层通过ARP协议（见下次分析）获取到对应IP地址的主机硬件地址

并将该硬件地址保存在内存中这就是路由表。

3.路由表的作用

由（2）可知，路由表的功能在于提供地址查询，IP层每次在接收发送数据的时候都对该表进行查询，如果判断该IP为本机地址或IP广播地址，

此时数据报被送到IP首部协议字段指定的协议模块处理。如果不是本机或广播地址，则需要对当前服务器IP层的配置进行判断见（1），

配置成主机功能的服务器此时将抛弃该数据报。

4.路由表的内容

1.目的IP地址，既可以是主机地址也可以是网络地址（见下文）

2.下一个路由表的IP地址或直接连接（SLIP..）的网路IP地址

3.标志

4.为数据的传输指定一个网络接口

5.IP路由选择的优先级顺序

1.目的IP完全匹配的主机

2.目的IP网络号匹配的表目

3.默认表目（通常情况下，IP层为同一网络号分配一个路由器）

注意：如果到最后都未能找到下一表目的情况，数据将被丢弃，ICMP（见下次分析）将返回"主机不可达"或"网络不可达的错误"

6.举例

四、IP层地址中的子网选址（子网编号）和子网掩码的设定描述

1.什么是子网号,为什么需要子网号

由于各类地址为主机号分配太多的空间，为更方便查询到相应主机，我们为32bit的地址设定了网络号和子网号以及主机号。

以B类地址为例：

注：在上一节（IP的传递-IP路由选择（路由表描述））中我们所讲述的网络号地址就是此处16bit的140.252。

    

子网号的作用在于：

a)隐藏子网内部的网络组织，减小网络路由表的规模

b)见（2）的说明

2.什么是子网掩码，子网号在子网掩码的作用

将32bit地址中的主机号位置0，其余位置1就是子网掩码。

此时子网号的作用就在于确定此时存在n个bit为主机号位。

3.举例

1.一般情况下的子网掩码

2.变长的子网掩码

Reference:

• http://blog.csdn.net/goodboy1881/article/details/665061
• TCP/IP详解 卷一