18.2.1 IP协议与Internet

18.2.1  IP协议与Internet

计算机网络技术在近50年的发展路程中，产生过多种不同的网络结构和通信协议，很多至今还在使用。让不同网络可相互访问的结局方案有两种：第一种是选择一种组网络结构为标准，使所有网络都按照同一方法来组建。这种方案显然没有可行性，因为不但网络重建的费用太高，而且没有一种网络结构能满足所有应用。因此，第二种方法被提出，该方法要求设计一种协议，能够让所有网络结构都能支持。TCP/IP协议由此诞生，解决网络互通问题的是IP协议。

IP协议又称为网际协议，对应于TCP/IP参考模型的网络层，是Internet中最重要的协议。IP协议规定数据包由数据包正文与报头两部分组成。数据包正文是要传递的数据，没有格式要求。报头包括发送主机的网络地址、接收主机的网络地址、数据包的报头校验和、数据包的长度等信息。

IP协议的主要功能有数据包传输、数据包路由选择和拥塞控制。数据包采用“无连接”方式传递，即两台主机在通信之前不需要建立连接。网络主机间使用统一的IP数据包，这样能保持不同物理网络间能够传递和识别数据。如果目的地为同一网段的计算机，那么数据包将被直接传输过去。如果两台主机处于Internet上的不同子网中，IP协议将通过路由器获得主机间的传输路径，通过交换机或服务器接力的方式，将数据包传递过去。

路由器是网络中选择路径的专用计算机，它以图算法为核心，负责找到两点之间最短的距离。同时也会考虑网络的拥堵状况，找到实际最快的传输路径。一些比较大的数据被拆分为数据包后，很可能是以不同的路径传递到目的地。