IP协议(1)IP协议提供的服务 (2)IP协议（IPv4）(3)IP数据报的封装 (4)IP路由(5)新型IP协议（IPv6）
1、IP协议提供的服务 IP协议是因特网中的基础协议，由IP协议控制传输的协议单元称为IP数据报。IP协议屏蔽下层各种物理网络的差异,向上层（主要是TCP层或UDP层）提供统一的IP数据报。 IP协议提供不可靠的、 无连接的、尽力的数据报投递服务。 （1）不可靠的投递服务 （2）无连接的投递服务 （3）尽力的投递服务 IP数据报的投递利用了物理网络的传输能力，网络接口模块负责将IP数据报封装到具体网络的帧（LAN）或者分组（X25网络）中的信息字段。2、IP协议（IPv4） 目前因特网上广泛使用的IP协议为IPv4，IPv4协议的设计目标是提供无连接的数据报尽力投递服务。下图示意了IPv4的数据报结构。 3、IP数据报封装 IP协议屏蔽下层各种物理网络的差异,向上层（主要是TCP层或UDP层）提供统一的IP数据报。相反，上层的数据经IP协议形成IP数据报。IP数据报的投递利用了物理网络的传输能力，网络接口模块负责将IP数据报封装到具体网络的帧（LAN）或者分组（X25网络）中的信息字段。如下图所示，将IP数据报封装到以太网的MAC数据帧。 对于各种物理网络技术，对帧的大小有不同的规定，即网络的最大传输单元（MTU—Maximun Transfer Unit ），如以太网为1500字节。不同的物理网络，MTU不同。当数据报长度>MTU时，需对数据报分段。对应每个物理网络的封装，都有一个RFC文档与之对应。 例：RFC894 IP over Ethernet networks RFC1188 IP over FDDI networks RFC1932 IP over ATM
IP模块进行尽力投递时数据报分段的过程举例 如下图所示，假设局域网1和局域网2帧中MTU=1500字节，广域网分组中MTU=670字节，“X,Y, id, l_th, mf, off”表示长度为l_th，标识符为id的数据报从结点X发往结点Y，mf和off分别表示分段标志和段偏移。 假设数据报IP头部不含任何选项，占20字节；局域网的帧头/帧尾，以及广域网的分组头等占20字节，因此，每个数据报中都含有40字节的报头。源发主机1形成长度为1500字节的IP数据报，其中的有效数据为1460字节；由局域网1传至路由器1，路由器1执行分段工作，1460字节的数据域被分为3段，每段为670字节，数据长度分别为630、630和200字节。经广域网传至路由器2，路由器2将这些数据分段经局域网2传递到目的主机2。主机2的IP模块执行合段工作，形成完整的IP数据报，并投递给高层的TCP实体。 4、IP路由 IP数据报的传输可能需要跨越多个子网，子网之间的数据报传输由路由器实现。IP路由算法描述如下： IP模块根据IP数据报中的收方IP地址确定是否为本网投递；（1）本网投递：（收发方的IP地址具有相同的IP网络标识Netid） （2）跨网投递：（收发方的IP地址具有不同的IP网络标识Netid） （3）提高IP路由处理效率的方法：
新型IP协议(IPv6)(1)IPv4的局限性 随着网络的扩展和网络应用服务的增多，IPv4内在的弊端逐渐明显。 1.32位的IP地址空间将无法满足因特网迅速增长的要求。 2.不定长的数据报头域处理影响了路由器的性能提高。 3.单调的服务类型处理。 4.缺乏安全性要求的考虑。 5.负载的分段/组装功能影响了路由器处理的效率。
(2)新型IP协议IPv6的数据报头结构（见下图）版本号(Version): 说明对应IP协议的版本号（此处取值为6）；优先级（Priority): 定义了源发结点要求的拥塞处理功能和优先级别。流量标签（Flow labal）:标识主机要求路由器特殊处理的数据报序列。负载长度（Payload length）:标识所有扩展域和后继的数据域的总长度，以字节为单位。下一报头域（Next header）：标识紧跟其后的扩展域的类型。跳跃限制（Hop limit）:限制数据报经过路由器的个数，其功能类似于IPv4的生存期。
(3)新型IP协议的主要特点 IPv6是因特网的新一代通信协议，在容纳IPv4的所有功能的基础上，增加了一些更为优秀的功能，其主要特点如下： 1.扩展地址和路由的能力 2.简化了IP报头的格式 3.支持扩展选项的能力 4.支持对数据的确认和加密 5.支持对数据的确认和加密 6.支持自动配置 7.支持源路由 8.定义服务质量的能力 9.IPv4的平滑过渡和升级
