TCP/IP协议族：第3章详解IP——网际协议

"TCP/IP协议族中的IP协议是核心协议，负责传输TCP、UDP、ICMP及IGMP等数据。IP提供不可靠、无连接的数据报服务，不保证数据一定能到达目的地，错误处理主要是通过丢弃数据报并发送ICMP消息。无连接意味着IP不维护状态信息，每个数据报独立处理，可能不按顺序到达。本章将介绍IP首部字段、路由选择和子网相关知识，以及两个命令ifconfig和netstat的使用。IP首部通常20字节，包含版本、首部长度、服务类型、总长度、片偏移、首部检验和、标志、标识、生存时间、协议、源IP和目的IP地址。数据传输遵循bigendian字节序。" 在TCP/IP协议栈中，IP（Internet Protocol）协议处于网络层，是整个协议族的基础。它为TCP、UDP、ICMP和IGMP等上层协议提供数据传输服务。IP数据报是IP协议传输的基本单元，其特点是不可靠和无连接。 不可靠意味着IP协议不保证数据报能成功送达目的地，因为IP在网络中遇到问题时（如路由器缓冲区满）会丢弃数据报，并通过ICMP（Internet Control Message Protocol）回送错误消息给源主机。网络层的这种设计使得IP本身不处理重传或错误恢复，这些功能由上层协议如TCP（Transmission Control Protocol）来实现。 无连接表示IP协议在传输数据时不维护任何连接状态，每个数据报独立处理，不受其他数据报的影响。这可能导致数据报的乱序接收，即数据报可能通过不同的路由到达，导致接收顺序与发送顺序不同。 IP数据报的首部包含了多个字段，如版本号用于标识IP协议的版本，首部长度指明首部的字节数，服务类型（TOS）用于指定服务质量，总长度包含首部和数据的总字节数，片偏移用于分片和重组，首部检验和用于校验首部的正确性，标志字段包含控制标志，标识、标志和片偏移用于分片和重组，生存时间（TTL）限制数据报在网络中的寿命，防止循环，协议字段指出上层协议类型，源IP和目的IP地址分别标识发送方和接收方。 此外，本章还会涉及IP路由选择，这是指数据报如何通过网络从源到目的地的路径选择。IP路由选择基于路由表，考虑网络拓扑和网络层策略。子网是IP地址划分的一部分，用于更有效地管理网络资源，通常配合子网掩码使用。 最后，介绍的命令ifconfig用于配置网络接口，包括IP地址、子网掩码等设置，而netstat则用于显示网络连接、路由表、接口统计等网络状态信息，是网络诊断和管理的重要工具。 对于IP首部中未详细讨论的字段，如服务类型、标志、选项等，将在后续章节根据具体应用场景进一步解释。官方规范文档RFC791提供了IP协议的详细技术细节。