六、IP详解

一、IP协议的概述

(一）IP协议及其配套协议

网际协议IP是TCP/IP体系中最主要的协议之一，也是最重要的因特网标准协议之一，与IP协议配套使用的还有四个协议：

• 地址解析协议ARP：IP转为MAC地址
• 逆地址解析协议RARP：MAC地址转为IP地址
• 网际控制报文协议ICMP：允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。
• 网际组管理协议IGMP：让连接在本地局域网上的多播路由器知道本局域网上是否有主机参与或退出了某个多播组。

我们可以画出四个协议和网际协议IP的关系，如下图：

ARP和RAP在最下面，因为IP经常要使用这两个协议；ICMP和IGMP画在这一层的上部，因为它们要使用IP协议。

因为网际协议IP是用来使互连起来的许多计算机网络能够进行通信，因此TCP/IP体系中的网络层常常称为网际层或IP层。

(二）IP协议的特点

IP层是网络层协议，主要实现数据的选路和转发，为上层协议提供无状态，无连接，不可靠的服务。

【1.无状态：】

无状态：是指IP通信双方不同步传输数据的状态信息，因此所有IP数据报的发送，传输和接收都是互相独立，没有上下文联系的。 所以网络层的 IP协议并不能保证数据到达目的地的先后顺序以及其是否会重复。

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• 缺点：这种服务最大的缺点是无法处理乱序和重复的IP数据报，虽然IP数据报头部提供了一个标识字段用以唯一标识一个IP数据报，但它是被用来处理IP分片和重组的，而不是用来指示接收顺序的。
• 优点：简单，高效。我们无须为保持通信的状态而分配一些内核资源，也无须每次传输数据时都携带状态信息。在网络协议中，无状态是很常见的，比如UDP，HTTP（一个浏览器的连续两次网页请求之间没有任何关联，它们将被Web服务器独立处理）。