3.ip介绍

ip是tcp/ip协议族最核心的协议。所有tcp、udp、icmp以及igmp数据都以ip数据报格式传输

ip提供不可靠、无连接的数据报传输服务

不可靠(unreliable)的意思是它不能保证ip数据报能成功地到达目的地。ip仅提供最好的传输服务。如果发生某种错误时，如某个路由器暂时用完了缓冲区，ip有一个简单的错误处理算法，丢弃该数据报，然后发送icmp消息给信源端。任何要求的可靠性必须由上层来提供(如tcop)。

无连接(connectionless)这个术语的意思是ip并不维护任何关于后续数据报的状态信息。每个数据报处理是相互独立的。ip数据报卡可以不按发送顺序接收。如果一信息、源向相同的信宿发送两个连续的数据报（先是a,然后是b)，每个数据报都是独立地进行路由选择，可能选择不同的路线，因此b可能在a到达之前先到达。

介绍两个有用的命令：ifconfig和netsta

ip首部

ip包包含数据最大长度可以到65535.

最小20字节最大60字节

首部字段份详细

4个字节的32bit值以下面的次序传输，首先是0~7bit,其次8~15bit,然后16~23bit,最后24~31bit.这种传输次序称作big endian字节序。由tcp/ip首部中所有的二进制整数在网络中传输时都要求以这种次序，因此它又称作网络字节序。

目前的协议版本号是4，因此ip有时也称作ipv4.

首部长度指的是首部占32bit字的数目，包括任何选项，由于它是一个4比特字段，因此首部最长为60个字节。

服务类型(tos)字段包括一个3bit的优先权字段（现在已被忽略），4bit的tos子字段和1bit未用位但必须置0.

4bit的tos分别代表：最小时延、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用。4bit中只能置其中1bit.如果所有4bit均为0，那么就意味着是一股服务。

总长度字段是指整个ip数据报的长度，以字节为单位。利用首部长度字段和总长度uan，就可以知道ip数据报中数据内容的起始位置和长度。由于该字段长16比特，所以ip数据报最长可达65535字节，当数据报被分片时，该字段的值也随着变化

标识字段唯一地标识主机发送的每一份数据报。通常每发送一份报文它的值就会加1

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。

协议字段被ip用来对数据报进行分用。根据它可以识别是那个协议向ip传送数据。

首部检验和字段是根据ip首部计算的检验和码。

如果结果不是全1（即检验和错误），那么ip就丢弃收到的数据报。但是不生成差错报文，由上层去发现丢失的数据报并进行重传。

由于路由器经常只修改ttl字段（减1），因此当路由器转发一份报文时可以增加它的检验和，而不需要对ip整个首部进行重新计算。

ip首部选项

最后一个字段是任选项，是数据报中的一个可变长的可选信息。目前，这些任选项定义如下：

安全和处理闲置（用于军事领域，详细内容参见rfc1108[kent 1991]）

记录路径（让每个路由器都记下它的ip地址,见7.3节）

宽松的源站选路（为数据报指定一系列必须经过的ip地址，见85节）

严格的源站选路（与宽松的源站选路类似，但是要求只能经过指定的这些地址，不能经过其他的地址）。

这些选项很少被使用，并非所有的主机和路由器都支持这些选项。选项字段一直都是以32bit作为界限，在必要的时候插入值为0的填充字节。这样就保证ip首部始终是32bit的数倍（这是首部长度字段所要求的）。

ip路由选择

对于这个例子需要指出一些关键点：

1.该例子中的所有主机和路由器都使用了默认路由。事实上，大多数主机和一些路由器可以用默认路由来处理任何目的，除了非它在本地局域网上。

2.数据报中的目的ip地址始终不发生任何变化（在8.5节中，我们将看到，只有使用源路由选项时，目的ip地址才有可能被修改，但这种情况很少出现）。所有的路由器选择决策都是基于这个目的ip地址。

3.每个链路层可能具有不同的数据帧首部，而且链路层的目的地址（如果有的话）始终的是下一站的链路层地址。在例子中，两个以太网封装了含有下一站以太网地址的链路层首部,但是slip链路没有这样做，以太网地址一般通过arp获得。

1.策略明细路由

2.明细路由

3.策略默认路由

4.默认路由

特殊情况的ip地址

0白哦是所有的比特位为0；-1标示所有的比特位全为1；netid、subnetid和hostid分别表示不为全0或全1的对应字段，子网号栏为空表示该地址没有进行子网划分。

表的头两项是特殊的源地址，中间项是特殊的换回地址，最后四项是广播地址。

表中的头两项，网络号为0，如主机使用bootp协议确定本机ip地址时只能作为初始化过程中的源地址出现。

ip的未来

ip主要存在三个方面的问题，这是internet在过去几年快速增长造成的结果

1.超过半数的b类地址已被分配。根据估计，他们大约1995年耗尽。

2.32bit的ip地址从长期的internet增长角度来看，一般是不够用的。

3.当前的路由结构没有层次结构，属于平面型(flat)结构，每个网络都需要一个路由表目，随着网络数目的增长，一个具有多个网络的网站就必须分配多个c类地址，而不是一个b类地址，因此路由表的规模会不断增长。

无类别的域间路由选择cidr(class interdomain routing)提出一个可以解决第三个问题的建议，对当前版本的ip(ip版本4）进行扩充