IP協(xié)議基礎(chǔ)知識的介紹

這篇文章主要介紹“IP協(xié)議基礎(chǔ)知識的介紹”，在日常操作中，相信很多人在IP協(xié)議基礎(chǔ)知識的介紹問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”IP協(xié)議基礎(chǔ)知識的介紹”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學(xué)習(xí)吧！

1. IP協(xié)議基礎(chǔ)知識

    ip協(xié)議對應(yīng)OSI參考模型中的網(wǎng)絡(luò)層，網(wǎng)絡(luò)層主要功能是實(shí)現(xiàn)終端主機(jī)節(jié)點(diǎn)之間的通信，也就是點(diǎn)對點(diǎn)通信，而網(wǎng)絡(luò)層的下一層——數(shù)據(jù)鏈路層是負(fù)責(zé)在同一段數(shù)據(jù)鏈路上節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)包傳遞，但是如果需要經(jīng)過多段或者多種數(shù)據(jù)鏈路實(shí)現(xiàn)兩個主機(jī)節(jié)點(diǎn)之間的通信，就需要網(wǎng)絡(luò)層來實(shí)現(xiàn)。（準(zhǔn)確來說，主機(jī)應(yīng)該是只有IP地址但不進(jìn)行路由控制的設(shè)備，而路由器則是既有IP地址又能進(jìn)行路由控制，節(jié)點(diǎn)是主機(jī)與路由器的統(tǒng)稱）

    也就是說，數(shù)據(jù)鏈路層提供了兩個直連節(jié)點(diǎn)之間的通信能力，但如果兩個節(jié)點(diǎn)之間的通信需要經(jīng)過多個節(jié)點(diǎn)，也就是說兩個節(jié)點(diǎn)之間是間接連接的話，就需要網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議來進(jìn)行處理實(shí)現(xiàn)通信。

    IP主要有三大功能模塊，分別是IP尋址、路由、IP分包與組包

3. 路由控制

    1. 發(fā)送數(shù)據(jù)包是使用的地址是網(wǎng)絡(luò)層地址，也就是IP地址，但是除了IP地址外，我們還需要一個硬件設(shè)備進(jìn)行尋址，保證數(shù)據(jù)發(fā)送到目標(biāo)地址的主機(jī)，這就是路由器的作用。路由器中保存了一張ip地址以及路由地址信息表叫做路由控制表，實(shí)現(xiàn)ip通信的主機(jī)和路由器都必須要持有這張表。路由表的形成方式有兩種，一種是手動設(shè)置，另一種是路由器與其他路由器交互信息時(shí)自動刷新。

    2. 路由表：路由表中的信息包括當(dāng)前路由器的IP地址以及下一個路由器地址（一個路由器不一定只有一個IP地址，其可能會有多個IP地址，而每一個IP地址都對應(yīng)著下一個路由器中的一個IP地址）

4. IP分割處理與再構(gòu)成處理

    1. 數(shù)據(jù)鏈路不同造成的MTU不一致問題：因?yàn)樵跀?shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，所經(jīng)過的數(shù)據(jù)鏈路可能會有多種，而每種數(shù)據(jù)鏈路的最大傳輸單元（MTU）是不同的，而IP處于網(wǎng)絡(luò)層，是數(shù)據(jù)鏈路層的上層，所以其必須對數(shù)據(jù)鏈路抽象，也就是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分片，保證滿足數(shù)據(jù)在各種數(shù)據(jù)鏈路的傳輸。

    2. IP報(bào)文的分片和重組：數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)，通常都需要進(jìn)行分片處理，也就是將數(shù)據(jù)分割成一個個數(shù)據(jù)幀進(jìn)行傳輸，數(shù)據(jù)幀的大小要保證小于等于數(shù)據(jù)鏈路的MTU，作為網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議同樣實(shí)現(xiàn)了IP分片處理；IP通信主機(jī)或者路由器都可以實(shí)現(xiàn)IP分片，但是數(shù)據(jù)報(bào)文重組只能在目標(biāo)主機(jī)進(jìn)行

    3. 路徑MTU發(fā)現(xiàn)：路由器來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分片的話，對于路由器壓力比較大，而且會導(dǎo)致速度變慢，所以現(xiàn)在一般不會允許路由器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分片，而是交由發(fā)送端主機(jī)去探尋所經(jīng)過的每一段數(shù)據(jù)鏈路中的最小MTU值，探尋到最小MTU值后，就直接將數(shù)據(jù)按照最小MTU分片處理，在進(jìn)行發(fā)送，這樣就可以避免路由器進(jìn)行數(shù)據(jù)分片。

5. IPv4首部

    1. 通過IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)，會在數(shù)據(jù)包前加入IP協(xié)議規(guī)定的IP首部信息。數(shù)據(jù)格式如下圖所示

    2. 版本：4個比特構(gòu)成，用來表示IP版本號，比如IPv4的版本為4，那么該部分為0100。這個版本號很重要，接收端主機(jī)會依據(jù)該版本對應(yīng)的協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

    3. 首部長度：4比特構(gòu)成，用來表示IP首部的大小，單位是4字節(jié)（32比特），比如如果該部分為0100，就表示首部大小為4*4，也就是16字節(jié)。

    4. 區(qū)分服務(wù)：8比特構(gòu)成，用來表名服務(wù)質(zhì)量。

    5. 總長度：表示IP首部與數(shù)據(jù)部分的總字節(jié)數(shù)，單位是字節(jié)，占用16比特，也就是表示IP傳輸允許的數(shù)據(jù)包大小為2^16字節(jié)數(shù)據(jù)，也就是65536字節(jié)。

    6. 標(biāo)識（id）：由16比特構(gòu)成，用于分片重組，同一個分片的標(biāo)識相同，不同分片的表示不同。

    7. 標(biāo)志（flag）：3比特構(gòu)成，表示被分片的相關(guān)信息。

    8. 片偏移：由13比特構(gòu)成，用來表示每一個分片相對于原始數(shù)據(jù)的位置，比如第一個分片的片偏移為0，第二個為1。占13比特，也就是可以表示2^13個相對位置，單位為8字節(jié)，也就是說最大可以表示原始數(shù)據(jù)65536個字節(jié)的位置。

    9. 生存時(shí)間：由8比特構(gòu)成，指數(shù)據(jù)包可以經(jīng)過多少個路由器中轉(zhuǎn)，每經(jīng)過一個路由器，生存時(shí)間都會減1，直到為0時(shí)則會被拋棄。

    10. 協(xié)議：由8比特構(gòu)成，表示IP首部的下一個首部屬于什么協(xié)議，因?yàn)閿?shù)據(jù)在通信過程中每經(jīng)過一個協(xié)議處理都會在數(shù)據(jù)首部加上相關(guān)協(xié)議的首部信息，所以IP首部中必須要指定下一個首部的協(xié)議是什么協(xié)議。

    11. 首部校驗(yàn)和：由16比特組成，用來校驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)文的首部，保證IP數(shù)據(jù)包不會被破壞。

    12. 原地址：32比特構(gòu)成，表示發(fā)送端IP地址。

    13. 目標(biāo)地址：32比特構(gòu)成，表示接收端IP地址。

    14. 可選項(xiàng)：長度可變，通常只在實(shí)驗(yàn)或診斷時(shí)使用。

    15. 填充：保證首部長度是32比特的整數(shù)倍。

    16. 數(shù)據(jù)：既包括需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，還包括了上層協(xié)議的首部信息（也就是OSI參考模型中網(wǎng)絡(luò)層之上的協(xié)議）。

到此，關(guān)于“IP協(xié)議基礎(chǔ)知識的介紹”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識，請繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬?shí)用的文章！