計算機網路關於IP協議的思考

2021-09-28 13:55:54 字數 1063 閱讀 7588

首先我們知道目前的網際網路在邏輯上分為五層:物理層,資料鏈路層,網路層,運輸層和應用層.在這五層中,ip協議是屬於網路層的範圍,那什麼要引入ip位址的概念,網路層是用來實現什麼功能的呢?

在現實世界中,其實存在著不同的網路,比如電腦使用的乙太網等,手機使用的無線網,衛星使用的衛星組網等,不同的網路使用的是不同的資料鏈路層協議,不同的資料鏈路層協議的幀格式又是不同的.當然,在同乙個網路中通過資料鏈路層通訊是完全沒有問題,但是如果乙個網路中的主機a想要和另乙個網路中的主機b直接通訊則就不可行了,原因是主機a發出訊息包裝成幀後發給主機b,主機b無法解析該訊息,因為兩個網路的幀格式是不同的.所以為了實現不同網路之間的通訊,我們需要在資料鏈路層之上規定乙個所有網路都遵守的協議(ip協議),這樣便可以實現不同網路之間的通訊.

那ip協議為什麼能實現不同網路之間的通訊呢?

當主機a解析主機b的ip位址後會有兩種情況:

(1)主機b和主機a在同乙個網路中,這時主機a將訊息打包成資料幀後直接根據主機b的mac位址將訊息傳送給a即可,至於如何根據ip位址找到mac位址,這就需要用到arp協議(位址解析協議),這個協議會在主機的快取記憶體中產生乙個ip位址和mac位址的對映表.

(2)主機b和主機a不在同乙個網路中.這時需要乙個在網路中十分重要的硬體裝置路由器了,路由器是網路層中乙個十分重要的硬體裝置,其功能是用來連線不同的網路.路由器會有兩個及以上的ip介面,這就意味著他有兩個及以上的ip位址,但他只有乙個mac位址,其實感覺上ip位址像是乙個邏輯位址,而mac位址像是乙個實體地址.當主機a解析主機b的ip位址發現主機b在另乙個網路中時,主機a就會將訊息打包成資料幀後傳送給路由器,路由器收到後會先將資料幀解包成ip包,通過ip包拿到目標ip位址後,路由器再通過路由協議(一種尋找到目標ip位址最優路徑的協議)找到下一步要通過的網路,然後將ip包按照該網路的資料鏈路層協議把ip包打包成資料報,將該資料報傳送到下乙個位址.

我理解的主要的通訊過程就是上文所述的了.或許有人會問,既然實際定址用的都是mac位址,那還要ip位址幹什麼,其實這和網路層中ip協議存在的目的是一樣的,是為了遮蔽差異,不同網路的mac位址編碼是不同的,沒法制作出乙個可以相容各種網路mac位址的軟硬體裝置,只有指定乙個大家都遵守的ip位址來解決這個問題.

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