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ip的主要功能是：1、定義了計(jì)算機(jī)全網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸基本單元，規(guī)定了互聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)的格式；2、定義了需要完成的路由選擇功能,確定了數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂剑?、定義了不可靠分組投遞思想的規(guī)則，指明了主機(jī)和路由器分別何時(shí)處理、如何處理分組，規(guī)定了何種條件下放棄分組并如何發(fā)出錯(cuò)誤信息。

IP指網(wǎng)際互連協(xié)議，Internet Protocol的縮寫，是TCP/IP體系中的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。設(shè)計(jì)IP的目的是提高網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性：一是解決互聯(lián)網(wǎng)問題，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通；二是分割頂層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和底層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之間的耦合關(guān)系，以利于兩者的獨(dú)立發(fā)展。根據(jù)端到端的設(shè)計(jì)原則，IP只為主機(jī)提供一種無連接、不可靠的、盡力而為的數(shù)據(jù)包傳輸服務(wù)。

IP協(xié)議設(shè)計(jì)的目的和實(shí)現(xiàn)的三種主要功能分別是：

• 第一：IP協(xié)議定義了計(jì)算機(jī)全網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸基本單元，規(guī)定了互聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)的格式；

• 第二：IP協(xié)議定義了需要完成的路由選擇功能,確定了數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂剑?/p>

• 第三：IP協(xié)議定義了不可靠分組投遞思想的規(guī)則，指明了主機(jī)和路由器分別何時(shí)處理、如何處理分組，規(guī)定了何種條件下放棄分組并如何發(fā)出錯(cuò)誤信息。

IP協(xié)議提供的服務(wù)

IP所提供的服務(wù)大致可歸納為兩類：

• IP信息包的傳送。

• IP信息包的分割與重組。

IP信息包傳送

IP是網(wǎng)絡(luò)之間信息傳送的協(xié)議，可將IP信息包從源設(shè)備(例如用戶的計(jì)算機(jī))傳送到目的設(shè)備(例如某部門的www服務(wù)器)。為了達(dá)到這樣的目的，IP必須依賴IP地址與IP路由器兩種機(jī)制來實(shí)現(xiàn)。

• IP地址

  IP規(guī)定網(wǎng)絡(luò)上所有的設(shè)備都必須有一個(gè)獨(dú)一無二的IP地址，就好比是郵件上都必須注明收件人地址，郵遞員才能將郵件送到。同理，每個(gè)IP信息包都必須包含有目的設(shè)備的IP地址，信息包才可以正確地送到目的地。同一設(shè)備不可以擁有多個(gè)IP地址，所有使用IP的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備至少有一個(gè)唯一的IP地址。

• IP路由

  互聯(lián)網(wǎng)是由許多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接所形成的大型網(wǎng)絡(luò)。如果要在互聯(lián)網(wǎng)中傳送IP信息包，除了確保網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)設(shè)備都有一個(gè)唯一的IP地址之外，網(wǎng)絡(luò)之間還必須有傳送的機(jī)制，才能將IP信息包通過一個(gè)個(gè)的網(wǎng)絡(luò)傳送到目的地。此種傳送機(jī)制稱為IP路由。

  各個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過路由器相互連接。路由器的功能是為IP信息包選擇傳送的路徑。換言之，必須依靠沿途各路由器的通力合作，才能將IP信息包送到目的地。在IP路由的過程中，由路由器負(fù)責(zé)選擇路徑，IP信息包則是被傳送的對(duì)象。

  
  IP路由說明

  IP地址與IP路由是IP信息包傳送的基礎(chǔ)。此外，IP信息包傳送時(shí)還有一項(xiàng)很重要的特性，即使用非連接式的傳送方式。非連接式的傳送方式是指IP信息包傳送時(shí)，源設(shè)備與目的設(shè)備雙方不必事先連接，即可將IP信息包送達(dá)。即源設(shè)備完全不用理會(huì)目的設(shè)備，而只是單純地將IP信息包逐一送出。至于目的設(shè)備是否收到每個(gè)信息包、是否收到正確的信息包等，則由上層的協(xié)議(例如TCP)來負(fù)責(zé)檢查。

  使用非連接式的優(yōu)點(diǎn)是過程簡(jiǎn)單化，可提高傳輸?shù)男省４送?，由于IP信息包必須通過IP路由的機(jī)制，在一個(gè)個(gè)路由器之間傳遞，非連接式的傳送方式較易在此種機(jī)制中運(yùn)行。

  相對(duì)于非連接式的傳送方式，也有連接式的傳送方式，也就是源與目的設(shè)備雙方必須先建立連接，才能進(jìn)一步傳輸數(shù)據(jù)，TCP就是使用連接式的傳送方式。

IP信息包的分割與重組

為了能把一個(gè)IP報(bào)文放在不同的物理幀中，最大IP報(bào)文的長(zhǎng)度就只能等于這條路徑上所有物理網(wǎng)絡(luò)的MTU的最小值。當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)通過一個(gè)可以傳輸長(zhǎng)度更大的幀的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，把數(shù)據(jù)報(bào)的大小限制在互聯(lián)網(wǎng)上最小的MTU之下不經(jīng)濟(jì)；如果數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度超過互聯(lián)網(wǎng)中最小的MTU值的話，則當(dāng)該數(shù)據(jù)報(bào)在穿越該子網(wǎng)時(shí)，就無法被封裝在一個(gè)幀中。

IP協(xié)議在發(fā)送IP報(bào)文時(shí)，一般選擇一個(gè)合適的初始長(zhǎng)度。如果這個(gè)報(bào)文要經(jīng)歷的中間物理網(wǎng)絡(luò)的MTU值比IP報(bào)文長(zhǎng)度要小，則IP協(xié)議把這個(gè)報(bào)文的數(shù)據(jù)部分分割成若干個(gè)較小的數(shù)據(jù)片，組成較小的報(bào)文，然后放到物理幀中去發(fā)送。每個(gè)小的報(bào)文稱為一個(gè)分段。分段的動(dòng)作一般在路由器上進(jìn)行。如果路由器從某個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口收到了一個(gè)IP報(bào)文，要向另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)，而該網(wǎng)絡(luò)的MTU比IP報(bào)文長(zhǎng)度要小，那么就要把該IP報(bào)文分成多個(gè)小IP分段后再分別發(fā)送。

重組是分段的逆過程，把若干個(gè)IP分段重新組合后還原為原來的IP報(bào)文。在目的端收到一個(gè)IP報(bào)文時(shí)，可以根據(jù)其分段偏移和MF標(biāo)志位來判斷它是否是一個(gè)分段。如果MF位是0，并且分段偏移為0，則表明這是一個(gè)完整的IP數(shù)據(jù)報(bào)。否則，如果分段偏移不為0，或者M(jìn)F標(biāo)志位為1，則表明它是一個(gè)分段。這時(shí)目的地端需要實(shí)行分段重組。IP協(xié)議根據(jù)IP報(bào)文頭中的標(biāo)識(shí)符字段的值來確定哪些分段屬于同一個(gè)原始報(bào)文，根據(jù)分段偏移來確定分段在原始報(bào)文中的位置。如果一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)的所有分段都正確地到達(dá)目的地，則把它重新組織成一個(gè)完整的報(bào)文后交給上層協(xié)議去處理。

總結(jié)如下：IP信息包在傳送過程中，可能會(huì)經(jīng)過許多個(gè)使用不同技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)。假設(shè)IP信息包是從ATM網(wǎng)絡(luò)所發(fā)出，原始長(zhǎng)度為9180B，如果IP路由途中經(jīng)過以太網(wǎng)絡(luò)，便面臨信息包太大，無法在以太網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)恼系K。為了解決此問題，路由器必須有IP信息包分割與重組的機(jī)制，將過長(zhǎng)的信息包進(jìn)行分割，以便能在最大傳輸單位較小的網(wǎng)絡(luò)上傳輸。分割后的IP信息包，由目的設(shè)備接收后重組，恢復(fù)成原來IP信息包。

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