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什么？IP协议是什么你竟然不了解，那还不快快点进来！

發(fā)布時(shí)間：2025/3/19 编程问答 15 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了什么？IP协议是什么你竟然不了解，那还不快快点进来！小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

IP協(xié)議詳解

- 1.一些基礎(chǔ)知識(shí)
- - 1.1虛電路是邏輯連接
  - 1.2因特網(wǎng)采用的設(shè)計(jì)思路
  - 1.3盡最大努力交付的好處
  - 1.4虛電路服務(wù)與數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的對(duì)比
  - 1.5有關(guān)的網(wǎng)際協(xié)議
  - 1.6 網(wǎng)際層的 IP 協(xié)議及配套協(xié)議
  - 1.7虛擬互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)
  - 1.8 網(wǎng)絡(luò)互相連接起來需要的中間設(shè)備
  - 1.9 虛擬互連網(wǎng)絡(luò)的意義
- 2. IP協(xié)議
- - 2.1分類的 IP 地址
  - - 2.1.1 IP 地址及其表示方法
    - 2.1.2 IP 地址的編址方法
    - 2.1.3 分類 IP 地址
    - 2.1.4點(diǎn)分十進(jìn)制記法
    - 2.1.5常用的三種類別的 IP 地址
  - 2.2 IP 地址的一些重要特點(diǎn)
  - 2.3 IP地址與硬件地址
  - 2.4 地址解析協(xié)議 ARP 和逆地址解析協(xié)議 RARP
  - - 2.4.1地址解析協(xié)議ARP要點(diǎn)
    - 2.4.2 地址解析協(xié)議 ARP
    - 2.4.3 ARP 高速緩存的作用
    - 2.4.4 應(yīng)當(dāng)注意的問題
    - 2.4.5 使用 ARP 的四種典型情況
    - 2.4.6為什么我們不直接使用硬件地址進(jìn)行通信？
    - 2.4.7 逆地址解析協(xié)議 RARP
  - 2.5 IP數(shù)據(jù)報(bào)的格式
  - - 2.5.1 涉及到的一些概念：
    - 2.5.2 IP數(shù)據(jù)報(bào)的首部可變部分
  - 2.6 IP數(shù)據(jù)報(bào)分片與重組
  - 2.7 IP 層轉(zhuǎn)發(fā)分組的流程
  - - 2.7.1查找路由表
    - 2.7.2特定主機(jī)路由
    - 2.7.3 默認(rèn)路由(default route)
    - 2.7.4需要強(qiáng)調(diào)指出
    - 2.7.5關(guān)于路由表
    - 2.7.5 分組轉(zhuǎn)發(fā)算法

我的目的非常簡單，就是和大家一起進(jìn)步，無論啥時(shí)候，我們都會(huì)覺得需要學(xué)習(xí)的知識(shí)太多了，而且還時(shí)不時(shí)感覺自己啥都不會(huì)！你說扎心不，好了。廢話不多說，直接進(jìn)入正題。

首先電信網(wǎng)的成功經(jīng)驗(yàn)讓網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)可靠交付

面向連接的通信方式
建立虛電路(Virtual Circuit)，以保證雙方通信所需的一切網(wǎng)絡(luò)資源。
如果再使用可靠傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議，就可使所發(fā)送的分組無差錯(cuò)按序到達(dá)終點(diǎn)。

1.一些基礎(chǔ)知識(shí)

1.1虛電路是邏輯連接

虛電路表示這只是一條邏輯上的連接，分組都沿著這條邏輯連接按照存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式傳送，而并不是真正建立了一條物理連接。
請(qǐng)注意，電路交換的電話通信是先建立了一條真正的連接。因此分組交換的虛連接和電路交換的連接只是類似，但并不完全一樣

1.2因特網(wǎng)采用的設(shè)計(jì)思路

網(wǎng)絡(luò)層向上只提供簡單靈活的、無連接的、盡最大努力交付的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。

網(wǎng)絡(luò)在發(fā)送分組時(shí)不需要先建立連接。每一個(gè)分組（即 IP 數(shù)據(jù)報(bào)）獨(dú)立發(fā)送，與其前后的分組無關(guān)（不進(jìn)行編號(hào)）。

網(wǎng)絡(luò)層不提供服務(wù)質(zhì)量的承諾。即所傳送的分組可能出錯(cuò)、丟失、重復(fù)和失序（不按序到達(dá)終點(diǎn)），當(dāng)然也不保證分組傳送的時(shí)限。

1.3盡最大努力交付的好處

由于傳輸網(wǎng)絡(luò)不提供端到端的可靠傳輸服務(wù)，這就使網(wǎng)絡(luò)中的路由器可以做得比較簡單，而且價(jià)格低廉（與電信網(wǎng)的交換機(jī)相比較）。
如果主機(jī)（即端系統(tǒng)）中的進(jìn)程之間的通信需要是可靠的，那么就由網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)中的運(yùn)輸層負(fù)責(zé)（包括差錯(cuò)處理、流量控制等）。
采用這種設(shè)計(jì)思路的好處是：網(wǎng)絡(luò)的造價(jià)大大降低，運(yùn)行方式靈活，能夠適應(yīng)多種應(yīng)用。
因特網(wǎng)能夠發(fā)展到今日的規(guī)模，充分證明了當(dāng)初采用這種設(shè)計(jì)思路的正確性。

1.4虛電路服務(wù)與數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的對(duì)比

對(duì)比的方面虛電路服務(wù)數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)

思路	可靠通信應(yīng)當(dāng)由網(wǎng)絡(luò)來保證	可靠通信應(yīng)當(dāng)由用戶主機(jī)來保證
連接的建立	必須有	不需要
終點(diǎn)地址	僅在連接建立階段使用，每個(gè)分組使用短的虛電路號(hào)	每個(gè)分組都有終點(diǎn)的完整地址
分組的轉(zhuǎn)發(fā)	屬于同一條虛電路的分組均按照同一路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)	每個(gè)分組獨(dú)立選擇路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)
當(dāng)結(jié)點(diǎn)出故障時(shí)	所有通過出故障的結(jié)點(diǎn)的虛電路均不能工作	出故障的結(jié)點(diǎn)可能會(huì)丟失分組，一些路由可能會(huì)發(fā)生變化
分組的順序	總是按發(fā)送順序到達(dá)終點(diǎn)	到達(dá)終點(diǎn)時(shí)不一定按發(fā)送順序
端到端的差錯(cuò)處理和流量控制	可以由網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)，也可以由用戶主機(jī)負(fù)責(zé)	由用戶主機(jī)負(fù)責(zé)

1.5有關(guān)的網(wǎng)際協(xié)議

網(wǎng)際協(xié)議 IP 是 TCP/IP 體系中兩個(gè)最主要的協(xié)議之一。與 IP 協(xié)議配套使用的還有四個(gè)協(xié)議：
地址解析協(xié)議 ARP (Address Resolution Protocol)
逆地址解析協(xié)議 RARP (Reverse Address Resolution Protocol)
網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議 ICMP (Internet Control Message Protocol)
網(wǎng)際組管理協(xié)議 IGMP (Internet Group Management Protocol)

1.6 網(wǎng)際層的 IP 協(xié)議及配套協(xié)議

1.7虛擬互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

互連在一起的網(wǎng)絡(luò)要進(jìn)行通信，會(huì)遇到許多問題需要解決，如：

不同的尋址方案
不同的最大分組長度
不同的網(wǎng)絡(luò)接入機(jī)制
不同的超時(shí)控制
不同的差錯(cuò)恢復(fù)方法
不同的狀態(tài)報(bào)告方法
不同的路由選擇技術(shù)
不同的用戶接入控制
不同的服務(wù)（面向連接服務(wù)和無連接服務(wù)）
不同的管理與控制方式

1.8 網(wǎng)絡(luò)互相連接起來需要的中間設(shè)備

中間設(shè)備又稱為中間系統(tǒng)或中繼(relay)系統(tǒng)。

物理層中繼系統(tǒng)	轉(zhuǎn)發(fā)器(repeater)。
數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)	網(wǎng)橋或橋接器(bridge)。
網(wǎng)絡(luò)層中繼系統(tǒng)	路由器(router)。
網(wǎng)橋和路由器的混合物	橋路器(brouter)。
網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)	網(wǎng)關(guān)(gateway)。

1.9 虛擬互連網(wǎng)絡(luò)的意義

所謂虛擬互連網(wǎng)絡(luò)也就是邏輯互連網(wǎng)絡(luò)，它的意思就是互連起來的各種物理網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性本來是客觀存在的，但是我們利用 IP 協(xié)議就可以使這些性能各異的網(wǎng)絡(luò)從用戶看起來好像是一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)。
使用 IP 協(xié)議的虛擬互連網(wǎng)絡(luò)可簡稱為 IP 網(wǎng)。
使用虛擬互連網(wǎng)絡(luò)的好處是：當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)上的主機(jī)進(jìn)行通信時(shí)，就好像在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上通信一樣，而看不見互連的各具體的網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)細(xì)節(jié)。

2. IP協(xié)議

2.1分類的 IP 地址

2.1.1 IP 地址及其表示方法

我們把整個(gè)因特網(wǎng)看成為一個(gè)單一的、抽象的網(wǎng)絡(luò)。IP 地址就是給每個(gè)連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)（或路由器）分配一個(gè)在全世界范圍是唯一的 32 位的標(biāo)識(shí)符。

IP 地址現(xiàn)在由因特網(wǎng)名字與號(hào)碼指派公司ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)進(jìn)行分配

2.1.2 IP 地址的編址方法

分類的 IP 地址。這是最基本的編址方法，在 1981 年就通過了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。
子網(wǎng)的劃分。這是對(duì)最基本的編址方法的改進(jìn)，其標(biāo)準(zhǔn)[RFC 950]在 1985 年通過。
構(gòu)成超網(wǎng)。這是比較新的無分類編址方法。1993 年提出后很快就得到推廣應(yīng)用。

2.1.3 分類 IP 地址

每一類地址都由兩個(gè)固定長度的字段組成，其中一個(gè)字段是網(wǎng)絡(luò)號(hào) net-id，它標(biāo)志主機(jī)（或路由器）所連接到的網(wǎng)絡(luò)，而另一個(gè)字段則是主機(jī)號(hào) host-id，它標(biāo)志該主機(jī)（或路由器）。

2.1.4點(diǎn)分十進(jìn)制記法

2.1.5常用的三種類別的 IP 地址

2.2 IP 地址的一些重要特點(diǎn)

(1) IP 地址是一種分等級(jí)的地址結(jié)構(gòu)。

分等級(jí)的兩個(gè) 好處是：

第一，IP 地址管理機(jī)構(gòu)在分配 IP 地址時(shí)只分配網(wǎng)絡(luò)號(hào)，而剩下的主機(jī)號(hào)則由得到該網(wǎng)絡(luò)號(hào)的單位自行分配。這樣就方便了 IP 地址的管理。
第二，路由器僅根據(jù)目的主機(jī)所連接的網(wǎng)絡(luò)號(hào)來轉(zhuǎn)發(fā)分組（而不考慮目的主機(jī)號(hào)），這樣就可以使路由表中的項(xiàng)目數(shù)大幅度減少，從而減小了路由表所占的存儲(chǔ)空間。

(2) 實(shí)際上 IP 地址是標(biāo)志一個(gè)主機(jī)（或路由器）和一條鏈路的接口。

當(dāng)一個(gè)主機(jī)同時(shí)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，該主機(jī)就必須同時(shí)具有兩個(gè)相應(yīng)的 IP 地址，其網(wǎng)絡(luò)號(hào) net-id 必須是不同的。這種主機(jī)稱為多歸屬主機(jī)(multihomed host)。
由于一個(gè)路由器至少應(yīng)當(dāng)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)（這樣它才能將 IP 數(shù)據(jù)報(bào)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)），因此一個(gè)路由器至少應(yīng)當(dāng)有兩個(gè)不同的 IP 地址。

(3) 用轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋連接起來的若干個(gè)局域網(wǎng)仍為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，因此這些局域網(wǎng)都具有同樣的網(wǎng)絡(luò)號(hào) net-id。

(4) 所有分配到網(wǎng)絡(luò)號(hào) net-id 的網(wǎng)絡(luò)，范圍很小的局域網(wǎng)，還是可能覆蓋很大地理范圍的廣域網(wǎng)，都是平等的。

(5)在同一個(gè)局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器的IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)必須是一樣的。

(6)路由器總是具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的 IP 地址。路由器的每一個(gè)接口都有一個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)號(hào)的 IP 地址。

2.3 IP地址與硬件地址

從層次的角度看：

硬件地址（或物理地址）是數(shù)據(jù)鏈路層和物理層使用的地址。
IP 地址是網(wǎng)絡(luò)層和以上各層使用的地址，是一種邏輯地址

在具體的物理網(wǎng)絡(luò)的鏈路層只能看見 MAC 幀而看不見 IP 數(shù)據(jù)報(bào)

IP層抽象的互聯(lián)網(wǎng)屏蔽了下層很復(fù)雜的細(xì)節(jié)，在抽象的網(wǎng)絡(luò)層上討論問題，就能夠使用統(tǒng)一的、抽象的 IP 地址研究主機(jī)和主機(jī)或主機(jī)和路由器之間的通信

注意

首部的IP地址是為了路由器能夠路由轉(zhuǎn)發(fā)去尋找目的主機(jī)來使用的，所以IP地址在網(wǎng)絡(luò)層使用。

硬件地址是給鏈路層及以下使用的，正由于硬件地址與主機(jī)相符，我們才能接受MAC幀，

在 IP 層抽象的互聯(lián)網(wǎng)上只能看到 IP 數(shù)據(jù)報(bào)。
路由器只根據(jù)目的站的 IP 地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)進(jìn)行路由選擇

2.4 地址解析協(xié)議 ARP 和逆地址解析協(xié)議 RARP

我們已經(jīng)知道了一個(gè)機(jī)器（主機(jī)或路由器）的IP地址，如何找出其相應(yīng)的硬件地址？

地址解析協(xié)議 ARP 就是用來解決這樣的問題的。

ARP 作用就是從網(wǎng)絡(luò)層使用的 IP 地址，解析出在數(shù)據(jù) 鏈路層使用的硬件地址

2.4.1地址解析協(xié)議ARP要點(diǎn)

當(dāng)主機(jī) A 欲向本局域網(wǎng)上的某個(gè)主機(jī) B 發(fā)送 IP 數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，就先在其 ARP 高速緩存中查看有無主機(jī) B 的 IP 地址

如有，就可查出其對(duì)應(yīng)的硬件地址，寫入MAC幀。
如沒有， ARP 進(jìn)程在本局域網(wǎng)上廣播發(fā)送一個(gè) ARP 請(qǐng) 求分組。收到 ARP 響應(yīng)分組后，將得到的 IP 地址到硬件地址的映射寫入 ARP 高速緩存。

2.4.2 地址解析協(xié)議 ARP

不管網(wǎng)絡(luò)層使用的是什么協(xié)議，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的鏈路上傳送數(shù)據(jù)幀時(shí)，最終還是必須使用硬件地址。

每一個(gè)主機(jī)都設(shè)有一個(gè) ARP 高速緩存(ARP cache)，里面有所在的局域網(wǎng)上的各主機(jī)和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。

2.4.3 ARP 高速緩存的作用

存放最近獲得的 IP 地址到 MAC 地址的綁定
為了減少網(wǎng)絡(luò)上的通信量，主機(jī) A 在發(fā)送其 ARP 請(qǐng)求分組時(shí)，就將自己的 IP 地址到硬件地址的映射寫入 ARP 請(qǐng)求分組。
當(dāng)主機(jī) B 收到 A 的 ARP 請(qǐng)求分組時(shí)，就將主機(jī) A 的這一地址映射寫入主機(jī) B 自己的 ARP 高速緩存中。這對(duì)主機(jī) B 以后向 A 發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)就更方便了。

2.4.4 應(yīng)當(dāng)注意的問題

ARP 是解決同一個(gè)局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器的 IP 地址和硬件地址的映射問題。

如果所要找的主機(jī)和源主機(jī)不在同一個(gè)局域網(wǎng)上，那么就要通過 ARP 找到一個(gè)位于本局域網(wǎng)上的某個(gè)路由器的硬件地址，然后把分組發(fā)送給這個(gè)路由器，讓這個(gè)路由器把分組轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。剩下的工作就由下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)來做。

從IP地址到硬件地址的解析是自動(dòng)進(jìn)行的，主機(jī)的用戶對(duì)這種地址解析過程是不知道的。

只要主機(jī)或路由器要和本網(wǎng)絡(luò)上的另一個(gè)已知 IP 地址的主機(jī)或路由器進(jìn)行通信，ARP 協(xié)議就會(huì)自動(dòng)地將該 IP 地址解析為鏈路層所需要的硬件地址。

2.4.5 使用 ARP 的四種典型情況

發(fā)送方是主機(jī)，要把IP數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到本網(wǎng)絡(luò)上的另一個(gè)主機(jī)。這時(shí)用 ARP 找到目的主機(jī)的硬件地址。

發(fā)送方是主機(jī)，要把 IP 數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)主機(jī)。這時(shí)用 ARP 找到本網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)路由器的硬件地址。剩下的工作由這個(gè)路由器來完成。

發(fā)送方是路由器，要把 IP 數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)到本網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)主機(jī)。這時(shí)用 ARP 找到目的主機(jī)的硬件地址。

發(fā)送方是路由器，要把 IP 數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)主機(jī)。這時(shí)用 ARP 找到本網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)路由器的硬件地址。剩下的工作由這個(gè)路由器來完成。

2.4.6為什么我們不直接使用硬件地址進(jìn)行通信？

由于全世界存在著各式各樣的網(wǎng)絡(luò)，它們使用不同的硬件地址。要使這些異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)能夠互相通信就必須進(jìn)行非常復(fù)雜的硬件地址轉(zhuǎn)換工作，因此幾乎是不可能的事。

連接到因特網(wǎng)的主機(jī)都擁有統(tǒng)一的 IP 地址，它們之間的通信就像連接在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上那樣簡單方便，因?yàn)檎{(diào)用 ARP 來尋找某個(gè)路由器或主機(jī)的硬件地址都是由計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)進(jìn)行的，對(duì)用戶來說是看不見這種調(diào)用過程的。

2.4.7 逆地址解析協(xié)議 RARP

逆地址解析協(xié)議 RARP 使只知道自己硬件地址的主機(jī)能夠知道其 IP 地址。
這種主機(jī)往往是無盤工作站。因此 RARP協(xié)議目前已很少使用。

2.5 IP數(shù)據(jù)報(bào)的格式

一個(gè) IP 數(shù)據(jù)報(bào)由首部和數(shù)據(jù)兩部分組成。
首部的前一部分是固定長度，共 20 字節(jié)，是所有 IP 數(shù)據(jù)報(bào)必須具有的。
在首部的固定部分的后面是一些可選字段，其長度是可變的。

2.5.1 涉及到的一些概念：

版本——占 4 位，指 IP 協(xié)議的版本，目前的 IP 協(xié)議版本號(hào)為 4 (即 IPv4)
首部長度——占 4 位，可表示的最大數(shù)值是 15 個(gè)單位(一個(gè)單位為 4 字節(jié))因此 IP 的首部長度的最大值是 60 字節(jié)
區(qū)分服務(wù)——占 8 位，用來獲得更好的服務(wù)，在舊標(biāo)準(zhǔn)中叫做服務(wù)類型，但實(shí)際上一直未被使用過。1998 年這個(gè)字段改名為區(qū)分服務(wù)。只有在使用區(qū)分服務(wù)（DiffServ）時(shí)，這個(gè)字段才起作用。在一般的情況下都不使用這個(gè)字段。
總長度——占 16 位，指首部和數(shù)據(jù)之和的長度，單位為字節(jié)，因此數(shù)據(jù)報(bào)的最大長度為 65535 字節(jié)?？傞L度必須不超過最大傳送單元 MTU。

注意

標(biāo)識(shí)，標(biāo)志，片偏移這三個(gè)字段可使分片后的各數(shù)據(jù)報(bào)最后能正確的重裝成為原來的數(shù)據(jù)包。
標(biāo)識(shí)(identification) 占 16 位，它是一個(gè)計(jì)數(shù)器，用來產(chǎn)生數(shù)據(jù)報(bào)的標(biāo)識(shí)。
標(biāo)志(flag) 占 3 位，目前只有前兩位有意義。

標(biāo)志字段的最低位是 MF (More Fragment)。MF = 1 表示后面“還有分片”。MF = 0 表示最后一個(gè)分片。

標(biāo)志字段中間的一位是 DF (Don’t Fragment) 。只有當(dāng) DF = 0 時(shí)才允許分片。
片偏移(12 位)指出：較長的分組在分片后，某片在原分組中的相對(duì)位置。片偏移以 8 個(gè)字節(jié)為偏移單位
生存時(shí)間(8 位)記為 TTL (Time To Live)，數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)中可通過的路由器數(shù)的最大值。

源站發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，將TTL賦值（約為兩主機(jī)間路由器數(shù)的兩倍）

數(shù)據(jù)報(bào)每經(jīng)過一個(gè)路由器，TTL=TTL-1

若減1后，TTL=0，丟棄此數(shù)據(jù)報(bào)，并發(fā)送ICMP報(bào)文通知源主機(jī)

協(xié)議(8 位)字段指出此數(shù)據(jù)報(bào)攜帶的數(shù)據(jù)使用何種協(xié)議，以便目的主機(jī)的 IP 層將數(shù)據(jù)部分上交給哪個(gè)處理過程。
首部檢驗(yàn)和(16 位)檢測在傳輸?shù)倪^程中，從發(fā)送方到接收方IP數(shù)據(jù)報(bào)中的比特值有沒有出現(xiàn)錯(cuò)誤，字段只檢驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)的首部，不檢驗(yàn)數(shù)據(jù)部分。這里不采用 CRC 檢驗(yàn)碼而采用簡單的計(jì)算方法。 16 位二進(jìn)制反碼求和算法，注意參與運(yùn)算的知識(shí)IP數(shù)據(jù)報(bào)的首部部分。

每經(jīng)過一個(gè)路由器，IP分組頭都要改變一次，數(shù)據(jù)部分并不改變。設(shè)置頭校驗(yàn)和只對(duì)變化部分進(jìn)行校驗(yàn)是合理的，可以減少路由器對(duì) 每個(gè)接收分組的處理時(shí)間，提高路由器的運(yùn)行效率。

源地址和目的地址都各占 4 字節(jié)

2.5.2 IP數(shù)據(jù)報(bào)的首部可變部分

IP 首部的可變部分就是一個(gè)選項(xiàng)字段，用來支持排錯(cuò)、測量以及安全等措施，內(nèi)容很豐富。
選項(xiàng)字段的長度可變，從 1 個(gè)字節(jié)到 40 個(gè)字節(jié)不等，取決于所選擇的項(xiàng)目。
增加首部的可變部分是為了增加 IP 數(shù)據(jù)報(bào)的功能，但這同時(shí)也使得 IP 數(shù)據(jù)報(bào)的首部長度成為可變的。這就增加了每一個(gè)路由器處理數(shù)據(jù)報(bào)的開銷。
實(shí)際上這些選項(xiàng)很少被使用。

2.6 IP數(shù)據(jù)報(bào)分片與重組

IP數(shù)據(jù)報(bào)作為網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)必然要通過幀來傳輸；
一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)可能要通過多個(gè)不同的物理網(wǎng)絡(luò)；
每一種物理網(wǎng)絡(luò)都規(guī)定了各自幀的數(shù)據(jù)域最大字節(jié)長度的最大傳輸單元MTU。

舉例：數(shù)據(jù)報(bào)長度是3820字節(jié)，他所通過的網(wǎng)絡(luò)的MTU是1420字節(jié)，整個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)長度是3820字節(jié)，則數(shù)據(jù)部分是3800字節(jié)。

2.7 IP 層轉(zhuǎn)發(fā)分組的流程

有四個(gè) A 類網(wǎng)絡(luò)通過三個(gè)路由器連接在一起。每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上都可能有成千上萬個(gè)主機(jī)。
可以想像，若按目的主機(jī)號(hào)來制作路由表，則所得出的路由表就會(huì)過于龐大。
但若按主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)地址來制作路由表，那么每一個(gè)路由器中的路由表就只包含 4 個(gè)項(xiàng)目。這樣就可使路由表大大簡化。
在路由表中，對(duì)每一條路由，最主要的是（目的網(wǎng)絡(luò)地址，下一跳地址）

2.7.1查找路由表

根據(jù)目的網(wǎng)絡(luò)地址就能確定下一跳路由器，這樣做的結(jié)果是：

IP 數(shù)據(jù)報(bào)最終一定可以找到目的主機(jī)所在目的網(wǎng)絡(luò)上的路由器（可能要通過多次的間接交付）。
只有到達(dá)最后一個(gè)路由器時(shí)，才試圖向目的主機(jī)進(jìn)行直接交付。

2.7.2特定主機(jī)路由

這種路由是為特定的目的主機(jī)指明一個(gè)路由。
采用特定主機(jī)路由可使網(wǎng)絡(luò)管理人員能更方便地控制網(wǎng)絡(luò)和測試網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)也可在需要考慮某種安全問題時(shí)采用這種特定主機(jī)路由。

2.7.3 默認(rèn)路由(default route)

路由器還可采用默認(rèn)路由以減少路由表所占用的空間和搜索路由表所用的時(shí)間。
這種轉(zhuǎn)發(fā)方式在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)只有很少的對(duì)外連接時(shí)是很有用的。
默認(rèn)路由在主機(jī)發(fā)送 IP 數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)往往更能顯示出它的好處。
如果一個(gè)主機(jī)連接在一個(gè)小網(wǎng)絡(luò)上，而這個(gè)網(wǎng)絡(luò)只用一個(gè)路由器和因特網(wǎng)連接，那么在這種情況下使用默認(rèn)路由是非常合適的。

2.7.4需要強(qiáng)調(diào)指出

IP 數(shù)據(jù)報(bào)的首部中沒有地方可以用來指明“下一跳路由器的 IP 地址”。
當(dāng)路由器收到待轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)報(bào)，不是將下一跳路由器的 IP 地址填入 IP 數(shù)據(jù)報(bào)，而是送交下層的網(wǎng)絡(luò)接口軟件。
網(wǎng)絡(luò)接口軟件使用 ARP 負(fù)責(zé)將下一跳路由器的 IP 地址轉(zhuǎn)換成硬件地址，并將此硬件地址放在鏈路層的 MAC 幀的首部，然后根據(jù)這個(gè)硬件地址找到下一跳路由器。

2.7.5關(guān)于路由表

路由表沒有給分組指明到某個(gè)網(wǎng)絡(luò)的完整路徑。
路由表指出，到某個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)先到某個(gè)路由器（即下一跳路由器）。
在到達(dá)下一跳路由器后，再繼續(xù)查找其路由表，知道再下一步應(yīng)當(dāng) 到哪一個(gè)路由器。

2.7.5 分組轉(zhuǎn)發(fā)算法

(1) 得到目的網(wǎng)絡(luò)地址為 N。

(2) 判斷是否直接交付。

(3)判斷是否是特定主機(jī)路由

(4) 判斷是否有到達(dá)網(wǎng)絡(luò) N 的路由

(5) 是否有默認(rèn)路由

(6) 以上都不成立，報(bào)告轉(zhuǎn)發(fā)分組出錯(cuò)。

或

(1)從數(shù)據(jù)報(bào)的首部提取目的主機(jī)的 IP 地址 D, 得出目的網(wǎng)絡(luò)地址為 N。

(2) 若網(wǎng)絡(luò) N 與此路由器直接相連，則把數(shù)據(jù)報(bào)直接交付目的主機(jī) D；否則是間接交付，執(zhí)行(3)。

(3) 若路由表中有目的地址為 D 的特定主機(jī)路由，則把數(shù)據(jù)報(bào)傳送給路由表中所指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行(4)。

(4) 若路由表中有到達(dá)網(wǎng)絡(luò) N 的路由，則把數(shù)據(jù)報(bào)傳送給路由表指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行(5)。

(5) 若路由表中有一個(gè)默認(rèn)路由，則把數(shù)據(jù)報(bào)傳送給路由表中所指明的默認(rèn)路由器；否則，執(zhí)行(6)。

(6) 報(bào)告轉(zhuǎn)發(fā)分組出錯(cuò)。
有到達(dá)網(wǎng)絡(luò) N 的路由
5. (5) 是否有默認(rèn)路由
6. (6) 以上都不成立，報(bào)告轉(zhuǎn)發(fā)分組出錯(cuò)。

或