TCP/IP协议 -IP

一直想整理关于计算机网络相关的资料，虽然网上有很多详细的讲解，但是总是看过就忘了，所以为了治我这毛病，我还是将看过的一些文字装换成自己的想法和一些图片吧。主要还是以我之前了解不深的东西为主。

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1 IP的基本定义

大概了解过IP的话，都知道Internet protocol 网际协议，位于网络层，提供一种不可靠、无连接的数据报传送服务。

但是为什么是不可靠的？什么是无连接的？

不可靠原因

所谓的不可靠也就是不能保证数据报能成功到达目的地。IP提供最好的传输传输服务，但是发送某种错误的时候，如：

错误例如

如某个路由器暂时用完了缓冲区，IP会直接进行数据报的丢弃，并发送ICMP消息给信源端。

无连接（connectionless）这个术语的意思是IP并不维护任何关于后续数据报的状态信息。每个数据报的处理是相互独立的。这也说明，IP数据报可以不按发送顺序接收。

在这个部分的话，我首先有疑问的是路由器，路由器到底是什么工作的？

路由器解释

普通的电脑也能变成路由器，只要具有分组转发的功能。而IP路由表会在下文中介绍。

2 IP首部

IP首部

把IP首部以及相应的解释都放在上图，其实也能很直观的了解一些重要的部分，但是还需要注意两点：

1 TTL设置了数据报可以经过的最多路由器数，最开始也说了IP提供的是不可靠的服务，而TTL也能直观的说明原因。

2 首部检验和字段的规则：为了计算一份数据报的IP检验和，首先把检验和字段置为0。然后，对首部中每个16 bit进行二进制反码求和（整个首部看成是由一串16 bit的字组成），结果存在检验和字段中。当收到一份IP数据报后，同样对首部中每个16 bit进行二进制反码的求和。由于接收方在计算过程中包含了发送方存在首部中的检验和，因此，如果首部在传输过程中没有发生任何差错，那么接收方计算的结果应该为全1。如果结果不是全1（即检验和错误），那么IP就丢弃收到的数据报。但是不生成差错报文，由上层去发现丢失的数据报并进行重传。

3 IP路由选择

最开始的时候大概的讲解了以下路由器的基本原则，但是看过可能会有以下的几个问题：

1 路由器一定是专业的计算机吗？普通用户电脑可以当成是路由器吗？

路由器最主要的任务是分组转发，也就是根据路由算法从一个接口转发到另一个接口。而IP层可以配置成主机的功能，也能配置成路由器的功能，

2 路由表是什么？

IP层在内存中有一个路由表。当收到一份数据报并进行发送时，都要对该表进行搜索一次。当数据报来自某个网络接口时，IP首先检查目的IP地址是否为本机的IP地址之一或者IP广播地址。如果确实是这样，数据报就被送到由IP首部协议字段所指定的协议模块进行处理。

路由表每一项内容

IP路由选择主要完成以下的功能：

1 搜索路由表，寻找能与目的IP地址完全匹配的表目（网络号和主机号都要匹配）。如果找到，则把报文发送给该表目指定的下一站路由器或直接连接的网络接口（取决于标志字段的值）。

2 搜索路由表，寻找能与目的网络号相匹配的表目。如果找到，则把报文发送给该表目指定的下一站路由器或直接连接的网络接口（取决于标志字段的值）。目的网络上的所有主机都可以通过这个表目来处置。例如，一个以太网上的所有主机都是通过这种表目进行寻径的。这种搜索网络的匹配方法必须考虑可能的子网掩码。关于这一点我们在下一节中进行讨论。

3 搜索路由表，寻找标为“默认（default）”的表目。如果找到，则把报文发送给该表目指定的下一站路由器。如果上面这些步骤都没有成功，那么该数据报就不能被传送。

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 这篇关于IP协议的读书笔记写的时候还是很基本的，会将计算机网络研究一边之后，再深入的改进。