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IP 协议 ​

网际协议（英语：Internet Protocol，缩写：IP；也称互联网协议）是用于分组交换数据网络的一种协议。IP 协议最早在 1974 年由 Vint Cerf 和 Bob Kahn 提出，首次描述于 RFC 791，成为互联网基础协议之一。其协议号为 0x0800，常用于以太网帧的协议类型字段中。

IP 封装 ​

数据在 IP 互联网中传输时会被封装为数据包，包头结构参考 IP Header。IP 协议的独特之处在于：在报文交换网络中，主机在传输数据之前无须与目的主机预先创建好一条特定的“通路”。
IP 提供了一种“不可靠的”数据包传输机制（也被称作“尽力而为”或“尽最大努力交付”），即它不保证数据能够准确地传输。

IP提供的服务 ​

由于封装带来的抽象机制，IP能够在各种各样的网络上工作，例如以太网，ATM，Wi-Fi，令牌环等等。把IP地址解析成相应的数据链路地址。

  • IPv4 使用地址解析协议 (ARP)。
  • IPv6 采用邻居发现协议（NDP）。

IP 协议可靠性 ​

  • 不可靠 (unreliable)：
    IP 不能保证数据报能成功到达目的地，IP 仅提供最好的传输服务。如果发生错误（如路由器缓冲区耗尽），IP 会丢弃数据报并发送 ICMP 消息通知源设备。任何需要的可靠性必须由上层协议（如 TCP）提供。
  • 无连接 (connectionless)：
    IP 不维护任何关于后续数据报的状态信息。每个数据报独立处理，可能通过不同路径发送，因此数据包可能乱序到达。

IP 寻址与路由 ​

IP 协议最为复杂的方面可能就是 寻址和路由：

  • 寻址： 定义如何将 IP 地址分配给终端节点，以及如何划分和组合子网。
  • 路由： 路由器通过内部网关协议 (IGPs) 和外部网关协议 (EGPs) 决定如何发送 IP 数据包。
    详细信息参考 Routing。

IPV4 地址分类 ​

分类开始地址结束地址默认掩码
A类地址0.0.0.0127.255.255.255255.0.0.0
B类地址128.0.0.0191.255.255.255255.255.0.0
C类地址192.0.0.0223.255.255.255255.255.255.0
D类地址224.0.0.0239.255.255.255未定义
E类地址240.0.0.0255.255.255.255未定义
特殊地址100.64.0.0100.127.255.255未定义

专用地址：http://www.iana.org/assignments/iana-ipv4-special-registry/iana-ipv4-special-registry.xhtml

子网划分 ​

子网划分用于进一步细分网络地址空间。推荐使用以下工具：

python 开发子网计算器 ipCalc：https://github.com/Pony07/ipCalc