计算机网络---IP网际协议

2023-10-18 19:10

本文主要是介绍计算机网络---IP网际协议,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

IP 是TCP/IP协议族最核心的协议,它是一个不可靠,无连接的ip协议。

不可靠(unreliable)的意思是它不能保证IP数据报能够成功到达目的地。

无连接(connectionless),这个术语的意思是IP并不维护任何后续数据报的状态信息。

IP首部

 IP数据报的格式图如下:

     这里记录的是iP段,最高位在左边,记作0bit;最低位在右边,记住31bit。网络传输次序称作big endian字节序。就是大端方式,与我们常见的二进制整数的机器是(little endian) ,就是小端模式。

     目前协议版本号是4,因此IP有时候也称为IPv4.

     首部长度:首部占32bit字的数目,它包括任何选项,因为是4bit 首部最长是60个字节,普通IP数据报(没有任何选择项)字段的值是5.

    服务类型 (TOS)包括了一个3bit 优先子字段(现在被忽略掉了),4bit的TOS子字段和1bit未用位但必须置0.  4bit 的TOS 代表:最小时延、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用。

4bit只能置其中1bit。如果所有4bit均为0,就是一般服务。下图就是简单的表。(00010000 对应就是0x10)

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字段,就可以知道IP数据报中数据内容与起始位置和长度。

标识字段唯一的标识主机发送的每一份数据报,通常每发送一份报文,它就会增加1。3位标志,与13位片偏移字段,会在分片的时候详细讲解。

TTL (time-to-live)生存时间字段设置了数据报可以经历过最多路由器数。它指定了数据的生存时间,TTL 初始值是由源主机设置(32或64),一旦经过一个路由就减1,当为0的时候就数据报就会被丢弃,并发送给ICMP报文通知源主机。

8位协议字段,在第一章中IP用来分用的。更具这个协议可以知道是哪个协议向IP传送的数据。比如知道是TCP的,还是UDP的。

16位首部检验和,是根据IP首部计算的检验和码。它不对首部后面数据进行计算。(检验方法这里就简单说下)对首部中每个16bit进行二进制反码求和

然后是32位的源IP与目的IP地址,这个在第一章节也说过啦。

然后是选项:

  • 安全和处理限制
  • 记录路径(记录路由器的IP地址)
  • 时间戳(记录路由器IP地址与时间)
  • 宽松的源站选路(为数据报指定一系列必须经历过IP地址)
  • 严格的源站选路(与宽松的源站选路类似,但是要求只能经历过指定的这些地址,不能经历其他选址)

IP的路由选择

IP路由选择是简单的,特别是目的主机与源主机直接相连(点对点链路)或者在一个共享网络上(以太网或令牌环网)直接可以发送到主机上去,否则就采用把数据报发送到默认的路由器上,又路由器来转发数据报,大多数都是采用了这样的简单机制。

IP内存有个路由表。当收到数据报并进行发送的时候,它都要检索一次。

  • 目的IP。
  • 下一站(或下一跳)路由器(next-hop router)的IP地址,或者直接连接网络的IP地址。
  • 标志。其中一个标志表明IP地址是网络地址还是主机地址,另一个标志指明了下个站路由器是否真为真正的下一个路由器,还是连接一个接口。
  • 为数据报传输指定一个网络接口。

子网寻址

例如:这里有个b类的网络地址(140.252),在剩下的16bit中,8bit用于子网号,8bit用于主机号。这样就允许有254个子网,每个子网号有254个主机。(全是0或1去掉)。

子网掩码

任何主机在引导时进行的部分配置是指定的主机IP地址。大多数系统把IP地址存在一个磁盘文件里提引导时读用。

除了IP地址以外,主机还需要知道有多少bit用于子网号,多少是用于主机号。这个是引导过程中通过子网掩码来确定的。

就像上图,有两类方式,一个是8位子网号,8位主机号。  另一个是10位子网号,6位主机号。bit 1留给网络号与子网号。 0留给主机号。

特殊情况的IP地址:

常用的ip命令

windows与 linux系统的指令还是有些差距的,如windows,命令是ipconfig,  linux版本是ifconfig.  他们通用的netstat,相关指令查看对应的指令数据。 

这篇关于计算机网络---IP网际协议的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/234591

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