IPv4协议（互联网协议）

互联网协议（Internet Protocol）是规范计算机网络中数据传送的一套协议。目前使用的是IPv4， IPv6在试验阶段。

IPv4，是互联网协议（Internet Protocol，IP）的第四版，也是第一个被广泛使用，构成现今互联网技术的基石的协议。1981年Jon Postel 在RFC791中定义了IP。

TCP/IP协议栈(按TCP/IP参考模型划分)

应用层	FTP	SMTP	HTTP	...
传输层	TCP		UDP
网络层	IP ICMP			ARP
链路层	以太网	令牌环	FDDI	...

地址格式
IPv4使用32位地址，因此最多可能有4,294,967,296(=232)个地址。一般的书写法为4个用小数点分开的十进制数。也有人把4个字节的数字化成一个巨型整数，但这种标示法并不常见。另一方面，目前还并非很流行的IPv6使用的128位地址所采用的位址记数法，在IPv4也有人用，但使用范围更少。

过去IANAIP地址分为A,B,C,D 4类，把32位的地址分为两个部分：前面的部分代表网络地址，由IANA分配，后面部分代表局域网地址。如在C类网络中，前24位为网络地址，后8位为局域网地址，可提供254个设备地址(因为有两个地址不能为网络设备使用: 255为广播地址，0代表此网络本身) 。网络掩码(Netmask) 限制了网络的范围，1代表网络部分，0代表设备地址部分，例如C类地址常用的网络掩码为255.255.255.0。

一些特别的IP地址段:
127.x.x.x给本机地址使用。
224.x.x.x为多播地址段。
255.255.255.255为通用的广播地址。
10.x.x.x，172.16.x.x和192.168.x.x供本地网使用，这些网络连到互连网上需要对这些本地网地址进行转换。
但由于这种分类法会大量浪费网络上的可用空间，所以新的方法不再作这种区分，而是把用者需要用的位址空间，以2的乘幂方式来拨与。例如，某一网络只要13个ip位址，就会把一个 16位址的区段给他。假设批核了 61.135.136.128/16 的话，就表示从 61.135.136.129 到 61.135.136.142 的网址他都可以使用。

IP包长
IP包由首部(header)和实际的数据部分组成。数据部分一般用来传送其它的协议，如TCP, UDP，ICMP等。数据部分最长可为65515字节(Byte)(=2xx16 - 1 - 最短首部长度20字节) 。一般而言，低层(链路层) 的特性会限制能支持的IP包长。例如以太网(Ethernet)协议，有一个协议参数，即所谓的最大传输单元(Maximum Transfer Unit, MTU) ，为1518字节，以太网的帧首部使用18字节，剩给整个IP包(首部 数据部分)的只有1500字节。

还有一些底层网络只能支持更短的包长。这种情况下，IP协议提供一个分割(fragment)的可选功能。长的IP包会被分割成许多短的IP包，每一个包中携带一个标志(Fragmentid)。发送方(比如一个路由器) 将长IP包分割，一个一个发送，接送方(如另一个路由器)按照相应的IP地址和分割标志将这些短IP包再组装还原成原来的长IP包。

IP路由
Ipv4并不区分作为网络终端的主机(host) 和网络中的中间设备如路由器中间的差别。每台电脑可以即做主机又做路由器。路由器用来联结不同的网络。所有用路由器联系起来的这些网络的总和就是互联网。

IPv4技术即适用于局域网(LAN) 也适用于广域网。一个IP包从发送方出发，到接送方收到，往往要穿过通过路由器连接的许许多多不同的网络。每个路由器都拥有如何传递IP包的知识，这些知识记录在路由表中。路由表中记录了到不同网络的路径，在这儿每个网络都被看成一个目标网络。路由表中记录由路由协议管理，可能是静态的记录比如由网络管理员写入的，也有可能是由路由协议动态的获取的。有的路由协议可以直接在IP协议上运行。

常用的路由协议有

路由信息协议(Routing Information Protocol, RIP),
开放式最短路径优先协议，Open Shortest Path Fast, OSPF) ，
中介系统对中介系统协议(Intermediate System – Intermediate System, IS-IS) ,
边界网关协议(Border Gateway Protocol, BGP) .
在网络负荷很重或者出错的情况下，路由器可以将收到的IP包丢弃。在网络负荷重的时候，同样一个IP包有可能由路由器决定走了不同的路径。路由器对每一个IP包都是单独选择路由的。这也提高了IP通信的可靠性。但单是IP层上的包传输，并不能保证完全可靠。IP包可能会丢失; 可能会有重复的IP包被接受方收到; IP包可能会走不同的路径，不能保证先发的先到; 接受方收到的可能是被分割了的IP包。在IP之上再运行TCP协议则解决这些缺点提供了一个可靠的数据通路。

ICMP
互联网控制消息协议（Internet Control Messages Protocol，ICMP） 用于查错和控制(如)，是IP协议不可能缺少的帮手。几乎任何的IP协议的实施(Implementation)都伴随一个ICMP协议的实施。ICMP协议实现在IP之上，即ICMP包是作为IP的数据部分来传送的。

ICMP的一个重要的应用是网络拥塞控制: 路由器丢弃一个IP包时，一般会用ICMP发一个消息给这个IP包的原发送者，原发送者可以相应的降低IP包的发送频率，以降低或避免IP包再被丢弃的可能性。

ICMP的另一个重要的应用在于，将传送ICMP消息的IP包禁止分割位（Don't Fragment-Bit）设置上，就可以利用ICMP的来测量一段网络的最大传输单元(MTU) 。

IPOE
Ipv4可以运行在各种各样的底层网络上，比如端对端的串行数据链路(PPP协议和SLIP协议) ，卫星链路等等。局域网中最常用的是以太网。

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