网络层:IP协议

1、5类IP地址

A类:地址范围:1.0.0.1—126.155.255.254

私有地址:10.X.X.X
保留地址:127.X.X.X

B类:地址范围:128.0.0.1—191.255.255.254

保留地址:169.254.X.X

C类:地址范围:192.0.0.1—223.255.255.254

私有地址:192.168.X.X

D类:地址范围:224.0.0.1—239.255.255.254

D类用于组播,D类地址不分网络地址和主机地址,它的第1个字节的前四位固定为1110

E类:地址范围:240.0.0.1—255.255.255.254

E类用于实验,E类地址也不分网络地址和主机地址,它的第1个字节的前五位固定为11110。

2、IP 地址与路由

IP 地址的网络地址部分用于进行路由控制。

路由控制表中记录着网络地址与下一步应该发送至路由器的地址。

在发送 IP 包时,首先要确定 IP 包首部中的目标地址,再从路由控制表中找到与该地址具有相同网络地址的记录,根据该记录将 IP 包转发给相应的下一个路由器。如果路由控制表中存在多条相同网络地址的记录,就选择一个最为吻合的网络地址。

太厉害了,终于有人能把TCP/IP 协议讲的明明白白了

3、IP分组的转发规则

路由器仅根据网络地址进行转发。当IP数据包经由路由器转发时,如果目标网络与本地路由器直接相连,则直接将数据包交付给目标主机,这称为直接交付;否则,路由器通过路由表查找路由信息,并将数据包转交给指明的下一跳路由器,这称为间接交付。路由器在间接交付中,若路由表中有到达目标网络的路由,则把数据包传送给路由表指明的下一跳路由器;如果没有路由,但路由表中有一个默认路由,则把数据报传送给指明的默认路由器;如果两者都没有,则丢弃数据包并报告错误。

4、IP信息包的分割与重组

一个IP包从源主机传输到目标主机可能需要经过多个不同的物理网络。由于各种网络的数据帧都有一个最大传输单元(MTU)的限制,如以太网帧的MTU是1500;因此,当路由器在转发IP包时,如果数据包的大小超过了出口链路的最大传输单元时,则会将该IP分组分解成很多足够小的片段,以便能够在目标链路上进行传输。这些IP分片重新封装一个IP包独立传输,并在到达目标主机时才会被重组起来。

重组是分段的逆过程,把若干个IP分段重新组合后还原为原来的IP报文。在目的端收到一个IP报文时,可以根据其分段偏移和MF标志位来判断它是否是一个分段。如果MF位是0,并且分段偏移为0,则表明这是一个完整的IP数据报。否则,如果分段偏移不为0,或者MF标志位为1,则表明它是一个分段。这时目的地端需要实行分段重组。IP协议根据IP报文头中的标识符字段的值来确定哪些分段属于同一个原始报文,根据分段偏移来确定分段在原始报文中的位置。如果一个IP数据报的所有分段都正确地到达目的地,则把它重新组织成一个完整的报文后交给上层协议去处理。

5、路径 MTU 发现

分片机制也有它的不足。如路由器的处理负荷加重之类。因此,只要允许,是不希望由路由器进行 IP 数据包的分片处理的。

为了应对分片机制的不足,“路径 MTU 发现” 技术应运而生。路径 MTU 指的是,从发送端主机到接收端主机之间不需要分片是*** MTU 的大小。即路径中存在的所有数据链路中最小的 MTU 。

进行路径 MTU 发现,就可以避免在中途的路由器上进行分片处理,也可以在 TCP 中发送更大的包。

6、IP分组结构

一个IP分组由首部和数据两部分组成。首部的前20字节是所有IP分组必须具有的,也称固定首部。在首部固定部分的后面是一些可选字段,其长度是可变的。

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