IP网络的基本概念

什么是IP呢？狭义地说，IP是计算机网络中的一种协议标准，对于在网络层采用IP协议的网络，我们称之为IP网络，其网络层的数据报格式和传输策略等都要符合IP协议的规范。

那么什么是IP包呢？IP包实际上就是按照IP协议定义的格式所组成的数据报，通常由包头（Header）和随后的一些数据组成，这里的数据可以是文件、终端应用程序或一段E-Mail消息等。

在IP网络上，所有的信息都将被划分为独立的IP包，每个IP包可以沿自己的路径通过网络传输。这就反映出两个问题：一个是IP网络是一种分组交换网络，另一个是IP提供面向无连接的数据报服务。

分组交换（包交换）是在20世纪60年代发展起来的，当时主要应用于军事环境下的通信基础设施。不同于电路交换，在采用分组交换的网络中，用于通信的计算机把它们的数据划分为若干个分组，也就是包，然后将这些分组通过分组交换网络传输。分组交换技术有很多，如X.25、帧中继（FR，Frame Relay）和IP等。

一般来说，分组交换有两种基本类型，即「虚电路」和「数据报」。

「虚电路」提供面向连接的服务，在每个虚呼叫的开头需要建立一条虚连接，以后的通信就在这条虚连接上进行。虚电路与传统的电路交换是有很大区别的，在电路交换中，一个呼叫在其存在期间一直占用一条端到端的物理信道；而虚电路建立在分组交换的基础之上，经管我们感觉是占用了一条端都端的物理信道，但实际上只是断续地占用了一段又一段的链路。在虚电路中，没有必要让每个包都写到目的地址，只要建立连接时的数据报携带目的地址就可以了，其他后续的包使用短的虚电路号。虚电路的优点是可靠性比较高，但效率很低。实际上，网络层采用虚电路服务不是一件很明智的事情。

「数据报」是分组交换的另一种主要形式，它提供面向无连接的服务，IP和许多其他网络层协议都采用这种服务。在数据报的模式中，数据发送之前并不建立一条可靠的连接，而是让每个包都携带完整的目的地址，即只管将包发送到网络中，至于如何将包转发到它所指明的目的地，完全依赖于中间的每个分组交换设备。数据报服务不提供可靠性，它只是尽最大能力交付，这样可以达到最大的效率，至于可靠性则由上层协议来负责。从目前互联网的发展趋势来看，在网络层提供数据报服务是非常成功的，IP得到广泛的应用就是一个很好的例证。

在分组交换网络中，分组交换设备是一个很关键的部件，它负责数据包的转发工作。IP网也不例外。在IP网络的早期，分组交换设备通常称为「网关」，现在，这些设备被称为「路由器」。路由器可以在其他任何接口上接收数据包，并通过不同的接口把数据报转发出去，将其发送到目的地。

摘自《路由器原理与技术》1.2节，有删减。