第三章IP协议国家计算机网络入侵防范中心张玉清第三章IP协议3.1IP协议工作原理3.2IP地址3.3IP数据包格式2012/2/22TCP/IP协议及网络编程-张玉清23.1IP协议工作原理——网络互联方式在一个由很多网络连接而成的互联网中进行数据通信时，数据是如何实现从源端传输到目标端的呢？主机虚电路主机B城21B网络始发站终点站1A城C城2A网络C网络3456457836D城E城F城78D网络E网络F网络城市交通图示例网络互联图示例2012/2/22TCP/IP协议及网络编程-张玉清33.1IP协议工作原理——网络互联方式交通图中所述的两种不同送信（通信）过程，正好与网络互联的两种解决方案相对应：面向连接的（Connect-oriented）和无连接的（Connectionless）。2012/2/22TCP/IP协议及网络编程-张玉清43.1IP协议工作原理——网络互联方式面向连接的解决方案要求在通信的源端和目标端之间建立一条逻辑通路，源端和目标端之间通信时的所有信息都通过该通路传输。无连接的解决方案不建立逻辑通路，送到网络中的每个分组带有完整的目标主机地址，收到分组的节点（主要是路由器）根据目标地址和当前网络状况，选择一条合适的线路把分组发送到接近目标端的下一个节点，通过多个节点的转发，最终把分组送达目标节点。Internet使用的就是这种无连接的方式，由IP协议来实现。2012/2/22TCP/IP协议及网络编程-张玉清53.1IP协议工作原理IP互联网原理对高层提供统一的IP数据从协议体系结构来看，向下它屏蔽了不同物理网络的低层，向上它提供了一个逻辑IP协议上统一的互联网。TCP/IP网络中的IP就如同邮政服务以太令牌环中的“标准信封”，在这个基网数网数…FDDI本的、有效的传送机制中，据帧据帧任何种类的数据都能放入到该“标准信封”中，如图所示。IP对不同数据帧的统一2012/2/22TCP/IP协议及网络编程-张玉清63.1IP协议工作原理Internet上的所有数据包都要经过IP协议进行传输，它是通信网络与高层协议的分界。应用层应用程序应用程序应用程序应用程序传输层TCPUDP网络层ICMPIPIGMP链路层ARP硬件接口RARP物理传输介质IP协议在TCP/IP协议簇中的地位2012/2/22TCP/IP协议及网络编程-张玉清73.1IP协议工作原理使用IP协议的Internet具有以下重要特点：IP协议是一种无连接不可靠的数据包传输协议。Internet中的计算机没有主次之分（因为惟一标识它们的是IP地址），所有网络也没有主次之分。Internet没有确定的拓扑结构。在Internet中的任何一台主机，都至少有一个独一无二的IP地址。与Internet有独立连接的设备都要有IP地址，如IP路由器、网关等。Internet的生存性很强：当Internet中的某些路由器或链路被破坏时，路由器可以自动调整路由，使得网络一直保持连通。2012/2/22TCP/IP协议及网络编程-张玉清83.1IP协议工作原理IP协议数据的传输过程A市A区发送人邮局A总邮局A接收人B区邮局BB市总邮局B2012/2/22TCP/IP协议及网络编程-张玉清93.1IP协议工作原理IP协议的工作过程和信件递送的过程类似。将区看成主机系统，将市看作是局域网，将整个邮政系统看作是Internet。主机系统将要发送的数据准备好并指明目的地，然后交给IP协议（邮局A）。IP协议将数据组成IP包并发送到网络设备（交换机或路由器）。网络设备将数据包传送到正确的目的地。在接受方，网络设备接受到IP数据包会根据其目的地址将数据包发送给主机系统。2012/2/22TCP/IP协议及网络编程-张玉清103.1IP协议工作原理IP协议工作原理跟信件递送过程的区别：信件递送过程中，信件的收集是定时的。在IP协议中，只要待发送的数据准备好，随时可以交给IP协议处理。信件打包时，只会组包。而IP协议不会将小的数据包组成一个大包，只会将过大的数据分解成小包。A市发往B市不同区的包可能会打在同一个包里，总邮局B按不同区分解和重新组合。在IP协议中，不会将不同地址的数据包组合成一个包。2012/2/22TCP/IP协议及网络编程