【深入解析】IP地址的原理及其在网络通信中的应用

IP地址

IP协议中还有一个非常重要的内容，那就是给因特网上的每台计算机和其它设备都规定了一个唯一的地址，叫做“IP地址”。由于有这种唯一的地址，才保证了用户在连网的计算机上操作时，能够高效而且方便地从千千万万台计算机中选出自己所需的对象来。
IP地址就像是我们的家庭住址一样，如果你要写信给一个人，你就要知道他（她）的地址，这样邮递员才能把信送到。计算机发送信息就好比是邮递员，它必须知道唯一的“家庭地址”才能不至于把信送错人家。只不过我们的地址是用文字来表示的，计算机的地址用二进制数字表示。
IP地址被用来给Internet上的电脑一个编号。大家日常见到的情况是每台联网的PC上都需要有IP地址，才能正常通信。我们可以把“个人计算机”比作“一台电话”，那么“IP地址”就相当于“电话号码”，而Internet中的路由器，就相当于电信局的“程控式交换机”。
IP地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个“8位二进制数”（也就是4个字节）。IP地址通常用“点分十进制”表示成（a.b.c.d）的形式，其中，a，b，c，d都是0~255之间的十进制整数。例：点分十进IP地址（100.4.5.6），实际上是32位二进制数（01100100.00000100.00000101.00000110）。

IP主要内容

IP主要包含三方面内容：IP编址方案、分组封装格式及分组转发规则。

IP分组的转发规则
路由器仅根据网络地址进行转发。当IP数据包经由路由器转发时，如果目标网络与本地路由器直接相连，则直接将数据包交付给目标主机，这称为直接交付；否则，路由器通过路由表查找路由信息，并将数据包转交给指明的下一跳路由器，这称为间接交付。路由器在间接交付中，若路由表中有到达目标网络的路由，则把数据包传送给路由表指明的下一跳路由器；如果没有路由，但路由表中有一个默认路由，则把数据包传送给指明的默认路由器；如果两者都没有，则丢弃数据包并报告错误。

IP分片
一个IP包从源主机传输到目标主机可能需要经过多个不同的物理网络。由于各种网络的数据帧都有一个最大传输单元(MTU)的限制，如以太网帧的MTU是1500；因此，当路由器在转发IP包时，如果数据包的大小超过了出口链路的最大传输单元时，则会将该IP分组分解成很多足够小的片段，以便能够在目标链路上进行传输。这些IP分片重新封装一个IP包独立传输，并在到达目标主机时才会被重组起来。

IP分组结构
一个IP分组由首部和数据两部分组成。首部的前20字节是所有IP分组必须具有的，也称固定首部。在首部固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的。,

IP工作原理

目前，电视节目直播信号选择通过IP传输方式来实现，主要是依靠通信运营商的网络。直播信号经过发送端编码设备编码后形成能在通信网络中传输的数据流，并附加了接收端在通信网络中所对应的唯一IP地址，当数据流到达接收端，再通过解码设备解码生成所需的视音频信号。IP编解码设备接入通信网络的技术已经日趋成熟，接入网络的方式也变得越来越丰富，既能通过有线网络和无线WiFi接入，又可以使用移动数据4G网络接入。可以说，只要有网络覆盖，就能实现电视节目直播信号的IP传输。
IP传输系统具有结构简单、安全高效以及传输成本低等特点，既能很好地作为传统电视直播信号传输方式的补充，又能在一定程度上降低节目制作的成本。同时，在我国通信技术不断发展、通信基础设施不断完善的背景下，电视直播信号基于IP网络的传输技术也会越来越成熟和完善。

IP地址的分配

TCP/IP协议需要针对不同的网络进行不同的设置，且每个节点一般需要一个“IP地址”、一个“子网掩码”、一个“默认网关”。不过，可以通过动态主机配置协议（DHCP），给客户端自动分配一个IP地址，避