IP是Internet Protocol(网际互连协议)的缩写,是TCP/IP体系中的网络层协议。IP可以保证网络的可拓展性:一是解决互联网问题,保证大规模、异构网络互联互通;二是分割顶层网络应用和底层网络技术之间的耦合关系(高内聚低耦合),以保证两者独立发展。根据端到端(端到端是网络连接。源主机和目的主要需要通信就需要建立连接,不管距离、有多少机器,一旦建立连接就是端到端连接了。端到端是逻辑链路,两端主机不会在意物理路线,一旦通信建立完成,连接就会释放,物理线路可能又被别的应用用来建立连接了。TCP就是用来建立这种端到端连接的一个具体协议,SPX也是。)
IP主要包含三个方面:IP编制方案、分组封装和分组转发规则。
IP分组转发
路由器根据网络地址进行转发。使用路由器转发IP数据包时,如果目标网络与本地路由器直连,数据包直接与目标主机交付;相反,路由器通过路由表查找路由信息,数据包被转发给另一个路由器。路由器在间接交付中,如果路由表中有到达目标网路的路由,数据包直接传送给路由表指明的下一个路由器,如果没有路由,但路由表中有一个默认路由,则把数据包传送给指明的默认路由器;倘若两者都没有,则丢弃数据包并报错。
IP分片
一个IP包从源主机传输到目标主机需要经过多个不同的物理网络,每个网络的数据帧都有一个最大传输单元(MTU,如以太网帧是1500),路由器在转发IP包时,如果数据包的大小超过了出口链路的最大传输单元时,会将该IP分成多个小段,以便能快速在目标链路上传输。分开的小段IP重新封装在一个IP包内传输,在到达目标主机时会重组好。
IP分组结构
IP由首部和数据两部分组成。首部的前20字节是所有IP分组必备的,也称固定首部。在首部固定部分的后面是一些可选字段,长度可以改变。
网络上所有设备的IP地址都是独一无二的,就好比我们收发邮件,只有知道收件人地址,邮件才可以准时无误地到达。简单来说,每个IP信息包都需要有一个IP目标地址,保证目标地址的准确,信息包才会准确地到达。所有使用IP的网络设备至少有一个唯一的IP地址。
网络上各种各样的设备,可以用IP地址来区分这些设备。网络地址和主机地址共同构成了IP地址。
网络地址
用来识别设备所在的网络,位于IP地址的前端。组织或企业申请IP地址时,会获得一个唯一的、能够识别的网络地址,并非IP地址。同一段网络的设备,网络地址是相同的。IP路由的功能是根据IP地址中的网络地址,决定将IP包发送到哪个网络。
主机地址
IP地址的后段便是主机地址。同一网络的网络地址相同,就需要用主机地址来区别。
由于各个网络的规模大小不一,短的网络地址适用于大型网络,以便能使用更多的主机地址;相反,小网络用较长的网络地址。为满足不同网络规模的需求,IP在设计时会根据网络地址的长度,设计与划分IP地址。
IP地址又可分为静态IP和动态IP
两者的区别在于动态IP连接网络时会自动获取新的IP地址保证用户正常使用,每次的IP都不一样,而静态IP是ISP在装机时分配给用户的IP地址,不会更改,可以直接上网。
为什么不会人人都用动态IP?这里要说一下DNS。当我们想要访问某个网站的时候,需要输入它的网络地址,如https://www.wangdun.cn/,而非IP地址。在网络传输过程中,数据交流是以IP地址来作为源、目的地址,而非一个域名。这时候,DNS作用就是将网站地址翻译成IP地址,来方便用户的记忆。为了节省站长的工作量,为了不需要经常更新DNS的记录,静态IP地址的作用就显现出来了。
动态IP并非是个真实的IP,而是你选择的域名服务商随机分配的,方便用户在无法记住静态IP地址的时候上网。
静态IP是可以直接上网的IP段,该IP在ISP装机时会划分一个IP地址给你,让计算机在连接网络时不再自动获取网络地址,避免了网络连接上的困扰。
以上便是关于动态IP和静态IP的信息,静态IP有一个弱点,不过影响不大,那就是连接其余网络时需要将IP地址改为自动获取,转为动态IP,设置前请记得备份静态IP地址,便于下次上网。
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