4.2 网际协议IP

网络互联的设备
中间设备又称为中间系统或中继（relay）系统
①物理层中继系统：转发器（repeater）
②数据链路层中继系统：网桥或桥接器（bridge）
③网络层中继系统：路由器（router）
④网络层以上的中继系统：网关（gateway）

IP协议简介
网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一
与IP协议配套使用的还有三个协议：
①地址解析协议ARP（Address Resolution Protocol）
②网际控制报文协议ICMP（Internet Control Message Protocol）
③网际组管理协议IGMP（Internet Group Management Protocol）

IP地址分类

保留的地址：
10.0.0.0
172.16.0.0——172.31.0.0
192.168.0.0——192.168.255.0

子网掩码作用
子网掩码（subnet mask）又叫网络掩码、地址掩码，它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网以及哪些位标识的是主机的位掩码

地址解析协议ARP协议
不管网络层使用的是什么协议，在实际网络的链路上传送数据帧时，最终还是必须使用硬件地址
每一个主机都设有一个ARP高速缓存（ARP code），里面有所在的局域网上的各主机和路由器IP地址到硬件地址的映射表
当主机A欲向本局域网上的某个主机B发送IP数据报时，就现在其ARP高速缓存中查看有无主机B的IP地址。如有，就可查出其对应的硬件地址，再将此硬件地址写入MAC帧，然后通过局域网将该MAC帧发往此硬件地址

IP数据报的格式

（1）版本：占4位，指IP协议的版本
（2）首部长度：占4位，可表示的最大数值是15个单位(一个单位为4字节)，因此IP的首部长度的最大值是60字节
（3）区分服务：占8位，用来获得更好的服务
（4）总长度：首部和数据之和，字段为16位
（5）标识：占16位，是一个计数器，用来产生数据报的标识，不是序号，每产生一个数据报就加1
（6）标志（flag）：占3位，但目前只有两位有意义
标志字段中的最低位记为MF（More Fragment），MF=1即表示后面“还有分片”的数据报；MF=0表示这已是若干数据报片中的最后一个
标志字段中间的一位记为DF（Don’t Fragment）,意思是“不能分片”，只有当DF=0时才允许分片
（7）片偏移：占13位，片偏移指出，较长的分组在分片后，某片在原分组中的相对位置
（8）生存时间：占8位，常用的英文缩写是TTL（Time To Live），表明这是数据报在网络中的寿命
（9）协议：占8位，协议字段指出此数据报携带的数据是使用何种协议
（10）首部检验和：占16位，只检验数据报的首部，但不包括数据部分
（11）源地址：占32位
（12）目的地址：占32位

网络畅通的条件和静态路由
数据路由：路由器在不同网段转发数据报
网络畅通的条件：能去能回（沿途的路由器必须知道到目标网络下一跳给哪个接口，必须知道到源网络下一跳给哪个接口）