IP协议

IP（Internet Protocol，网际协议）是TCP/IP协议族中重要的协议，主要负责将数据包发送给目标主机。IP相当于OSI（图1）的第三层网络层。网络层的主要作用是失陷终端节点之间的通信。这种终端节点之间的通信也叫点对点（point-to-point）通信。

图1：OSI参考模型

 1. IP的功能作用

1）IP寻址

作为网络层的IP，一般称为IP地址，主要用于在连接到网络中的所有主机中识别出进行通信的目标地址，因此在TCP/IP通信中所有主机（在互联网中，将那些配有IP地址的设备叫主机，严格意义上说，配有IP地址且不进行路由控制的设备叫主机，既配有IP地址又具有路由控制能力的设备叫路由器，而节点则是主机和路由器的统称。）或路由器必须设定自己的IP地址。如图2所示，连接互联网的主机需要配置IP地址，不论哪一台主机与哪种数据链路连接，其IP地址的形式都一样，以太网、无线局域网、PPP等都不会改变IP地址的形式。另外，在网桥或交换机集线器等物理层或者数据链路层数据包转发设备中，不需要设置IP地址。因为这些设备只负责将IP包转化为0、1比特流转发或对数据链路帧的数据部分进行转发，而不需要应对IP协议。

图2：主机在互联网互联需要IP地址

2）路由

路由控制（Routing）是指将分组数据发送到最终目标地址的功能。即使网络很复杂，也可以通过路由控制确定到达目标地址的通路。一旦这个路由控制的运行出现异常，分组数据极有可能“迷失”，无法到达目标地址。因此，一个数据包之所以能够成功地到达最终的目标地址，全靠路由控制。

IP包在网路中一个个跳间（一跳（1Hop）是指利用数据链路层以下分层的功能传输数据帧的一个区间。以太网等数据链路中使用MAC地址传输数据帧。此时的一跳是指从源MAC地址到目标MAC地址之间传输帧的区间。也就是说它是主机或路由器网卡不经其他路由器而能直接到达的相邻主机或路由器网卡之间的一个区间。在一跳的这个区间内，电缆可以通过网桥或交换集线器相连，不会通过路由器或网关相连）被转发，因此IP路由也叫多条路由。在每一个区间内决定着包在下一跳被转发的路径。

多跳路由是指路由器或主机在转发IP数据包时只指定下一个路由器或主机，而不是将到最终目标地址为止的所有通路全都指定出来。因为每一个区间（跳）在转发IP数据包时会分别指定下一跳的操作，直至包达到最终的目标地址。

为了将数据包发给目标主机，所有主机都维护着一张路由控制表（Routing table）。该表记录IP数据在下一步应该发给哪个路由器。IP包将根据这个路由表在各个数据链路上传输。

 图3：路由控制表

3）IP分包和组包