IP协议详解之网际层服务

骑猪看日落 2021-11-26 07:12 227阅读 0赞

因特网向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。

网络层不提供服务质量的承诺。

网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一，也是最重要的因特网标准协议之一。

IP协议是TCP/IP协议族中最为核心的协议。所有的TCP、UDP、ICMP及IGMP数据都以IP数据报格式传输。IP提供不可靠、无连接的数据报传送服务。   
不可靠（unreliable）的意思是它不能保证IP数据报能成功地到达目的地。 IP仅提供最好的传输服务。如果发生某种错误时，如某个路由器暂时用完了缓冲区， IP有一个简单的错误处理算法：丢弃该数据报，然后发送 ICMP消息报给信源端。任何要求的可靠性必须由上层来提供（如TCP） 。   
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。如果一信源向相同的信宿发送两个连续的数据报（先是A，然后是B），每个数据报都是独立地进行路由选择，可能选择不同的路线，因此B可能在A到达之前先到达。

与IP协议配套使用的还有四个协议：

地址解析协议ARP（ Address Resolution Protocol ）

逆地址解析协议RARP（ Reverse Address Resolution Protocol ）

网际控制报文协议ICMP（ Internet Control Message Protocol ）

网际组管理协议IGMP（ Internet Group Management Protocol ）

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该图表示这四个协议与IP协议的关系。

ARP和RARP画在最下面，因为IP协议经常要用到这两个协议。

ICMP和IGMP画在这一层的上部，因为它们要使用IP协议。

物理层使用的中间设备叫做转发器（ repeater ）

数据链路层使用的中间设备叫做网桥或桥接器（ bridge ）

网络层使用的中间设备叫做路由器（ router ）

在网络层以上使用的中间设备叫做网关（ gateway ）,用网关连接两个不兼容的系统需要在高层进行协议转换。

异构网络通过路由器互连起来时，所有的网络都使用相同的IP协议 的应用举例：

互联网中的源主机H1要把一个IP数据报发送给目的主机H2。根据分组交换的存储转发概念，主机H1先要查找自己的路由表，看目的主机是否就在本网络上。如是，则不需要经过任何路由器而是直接交付，任务就完成了。如不是，则必须把IP数据报发送给某个路由器（R1）。R1在查找了自己的路由表后，知道应当把数据报转发给R2进行交付。这样一直转发下去，最后路由器R5知道自己是和H2连接在同一个网络上，不需要再使用别的路由器转发了，于是就把数据报直接交付给目的主机H2。

我们还应当注意到：主机的协议栈有五层（物理层，数据链路层，网络层，运输层，应用层），而路由器的协议栈只有下三层。

路由器是实现分组交换的关键构件，其任务是转发接收到的分组。

分组交换的主要特点：采用存储转发技术。把一个报文划分为几个分组。路由器收到一个分组，先暂时存储下来，再检查其首部，查找转发表，按照首部中的目的地址，找到合适的接口转发出去，把分组交给下一个路由器。这样一步一步地以存储转发的方式，把分组交付到最终的目的主机。各路由器之间必须经常交换彼此掌握的路由信息，以便创建和维持在路由器中的转发表，使得转发表能够在整个网络拓扑发生变化时及时更新。

分组交换的优点：高效、灵活、迅速、可靠。

若要连续传送大量的数据，且其传送时间远大于连接时间，则电路交换的传输速率较快。

报文交换和分组交换不需要预先分配传输带宽，在传送突发数据时可提高整个网络的信道利用率。

由于一个分组的长度往往小于整个报文的长度，因为分组交换比报文报换的时延小。

转载于:https://www.cnblogs.com/hnrainll/archive/2011/10/14/2212233.html

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