网际协议（IP）

概述

特点：

1.  不可靠的无连接数据报协议： 不会进行插座校验和跟踪
2.  最大努力交付任务，但不保证每个分组都能真确送达

IP地址

网络号与主机号：使得路由器在转发分组的时候可以很快从目的IP地址中找出目的网络地址 (与对应的子网掩码进行与操作)，从而将分组发送。

网络号：分配给不同的机构

主机号：机构下的个人

网络地址: 先识别是那类网络[IP 地址的第一个字节前几位]，然后将主机号全部取0 [ IP地址与子网掩码与运算的结果]

路由器首先目的地址的网络地址，检查是否与本地网络号相同，不匹配则转发，匹配则找到主机号，并发送

广播地址：将地址号全部取为1 ，代表本网中的所有主机

专用网络地址：见图10-2 ， A B C类都会对应一个专用网络地址，作为局域网地址

子网划分与子网掩码

子网：对于大量个人用户和小型局域网用户接入互联网，为期分配一个C类网络都会造成IP地址的大量浪费。

比如： 10个办公室，每个办公室都是一个网络，但是但是每个办公室人数都很少，所以分配一个网络号有点浪费

所以对网络号进一步划分得到子网，使得IP地址由原来的2级结构 [网络号，主机号]变为3级结构 [网络号，主机号, 子网号]。

第一：减少网络地址浪费

第二：节省通信流量：网络上的通信流量与主机数量成正比

第三：主机管理方便

bim子网掩码：

标准IP地址： IP地址的第一个字节前几位表示种类

子网地址：主机号全为0的地址，所有的网络地址[网络地址 + 子网地址]都为1

关键：路由器收到一个数据包时，首先判断是否是在一个网络内，[自己的IP 地址与子网掩码相与对比目的地址与子网掩码相与]。

NAT

原理：

为了实现局域网中的多个设备共享一个外网地址，将 <源地址，源端口号：目的地址，目的端口> 组成的键值，映射成一个 <路由器外网地址， NAT 端口号>；

发送数据时，将源地址与源端口号，修改为<路由器外网地址， NAT 端口号>；

接收数据时，将 <路由器外网地址， NAT 端口号>转化为 <源地址，源端口号 >

缺点：

1. 通信只限于具有端口号的协议：TCP与UDP
2. 分组转发效率降低： 更改源地址、更改端口号， 重新计算校验和

单播多播广播

硬件也需要支持：单播多播广播，所以在特定的数据链路层，必须提供单播多播广播机制

以太网中，通过MAC地址区分单播多播广播

单播： ARP表

多播： MAC 地址的第23位改为多播IP的低23位

广播： MAC所有位都是1

数据报

数据报组成

名称： IP层的数据包， IP数据报或 IP分组

数据报组成：图10-4

IP层输出

发送数据报

IP数据报头部填写
根据目的IP地址，选择合适的网络接口
检测是否需要分片
调用网络接口的发送函数

数据报分片

分片： IP数据报都被封装在一个物理帧中发送，效率最高

但是为了保证传输的可靠性，IP层必须可以灵活控制数据报的大小，因为传输途中，不同物理媒介最大帧的长度各不相同；

分片过程：图10-6

关键：分片发送函数，并不会重新分配内存存放分片的数据报，而是申请 PUBF_REG

IP层输入

数据报接收

检测合法性：长度校验和版本号
是否发送给本地的，与所有接口的IP比较
是否分组：重新组装
交给上层

关键：

ICMP：当接收端解析到错误的TCP数据报时，要给对方发送ICMP数据

大暑过后便是立秋
需要执笔挽袖
习一卷书画一叶扁舟
荡桨兮，书中风流。
大抵这世间春秋，也算得上罕有