第三章 IP：网际协议
概念
不可靠：不能保证IP数据能成功抵达目的地。IP仅提供最好的传输服务，若发生错误，比如：某个路由器暂时用完了缓冲区，IP有一个简单的错误处理算法：丢弃数据报，然后发送ICMP消息报给信源端，任何要求的可靠性只能有上层提供（比如TCP）。
无连接：IP不维护后续数据报的状态消息，每个数据报的处理是相互独立的。这也说明了IP数据报可以不按顺序发送接收。若信源向相同的信宿发送两个数据报，由于数据报独立传输，可能是不同的路由，先到达宿主的可能是之前后传输的数据报 。
IP首部
IP首部一般为20个字节（可以含有选项字段，即大于20字节）
图中高位在左，4个字节的32bit值传输次序：0~7bit，8~15bit,16~23bit,24~31bit,该次序称为big endian字节序，由于TCP/IP首部中的所有二进制整数在网络中都是这种次序，又称为网络字节序。
4位版本：协议版本
首部长度：限制首部长度大小，可以使60字节。
服务类型（TOS）：包括3bit的优先权字段（已经忽略），4bit的TOS字段，1bit未用位（必须置0），TOS四位表示：最小时延，最大吞吐量，最高可靠性，最小费用，4bit中只能置1bit，全为0为一般服务，以下是不同TOS的特性：
- Telnet和Relogin这俩交互应用要求最小的传输时延
- FTP要求最大吞吐量
- SNMP（网络管理）和路由选择协议要求最高可靠性
- Usernet news ，NNTP（用户网络新闻协议）要求最小费用
- 总长度：IP数据报的长度。
- 标识字段：标识主机发送的每份数据报，通常发送一份就会进行加一操作。
- TTL（time-to-live）：生存时间设置了数据可以经过的最多路由器数，制定了数据报的生存时间，一旦经过一个处理他的路由器就会减去1，为0的时候数据报就会被丢弃，并发送ICMP报文通知源主机。
- 协议字段：用于识别是什么协议向IP发数据。
- 首部检验和：根据IP计算的首部检验和码。
IP路由选择
一般来说若目的主机和源主机直接相连，在一个局域网，则数据报直接送到目的主机，否则主机的数据发送在默认的路由器上，路由器转发数据报。
一般体制中，IP可以从TCP、UDP、ICMP和IGMP（本地生成的数据报）接收数据报并进行发送，或者从一个网络接口接收数据报进行发送（转发）。
IP内存中有一个路由表，一旦收到数据报进行发送的时候，就会搜索路由表，当数据来自网络接口时，IP层会检测目的IP地址是否为本机的IP地址之一或者IP广播地址，若是，数据报就会送入IP首部协议所指定的协议模块进行处理，否则，检测IP层是否设置了路由器功能，若没有则丢弃数据，若有则进行转发。
IP路由选择完成的功能如下：
- 搜索路由表，寻找能与目的IP地址完全匹配的表目（网络号和主机号都要匹配）。如果找到，则把报文发送给该表目指定的下一站路由器或直接连接的网络接口（取决于标志字段的值）。
- 搜索路由表，寻找能与目的网络号相匹配的表目。如果找到，则把报文发送给该表目指定的下一站路由器或直接连接的网络接口（取决于标志字段的值）。目的网络上的所有主机都可以通过这个表目来处置。例如，一个以太网上的所有主机都是通过这种表目进行寻径的。这种搜索网络的匹配方法必须考虑可能的子网掩码。关于这一点我们在下一节中进行讨论。
- 搜索路由表，寻找标为“默认default”的表目。如果找到，则把报文发送给该表目指定的下一站路由器。如果上面这些步骤都没有成功，那么该数据报就不能被传送。
子网寻址
IP地址分网络号和主机号，现在就是把主机号再看成是一个子网号和主机号。
子网掩码
用于区分子网号与主机号的界限。
特殊情况的IP地址
这个表可以分成三个部分。表的头两项是特殊的源地址，中间项是特殊的环回地址，最后四项是广播地址。
表中的头两项，网络号为0，如主机使用BOOTP协议确定本机IP地址时只能作为初始化过程中的源地址出现。