互联网协议

互联网协议（英文：Internet Protocol，缩写：IP）是互联网协议栈中的基本通信协议，它构成了网络内数据包路由过程所依赖的基础，它允许不同网络之间进行通信。互联网的本质是协议被定义为一个地址空间，供终端和路由器使用，每个终端和路由器至少有一个网卡，该网卡从互联网协议空间获取地址。从地址空间获得地址的过程称为托管地址，然后网卡称为主机。通常使用该术语来指代整个终端，而不仅仅是网卡。一台主机可以同时拥有多个互联网协议地址，因此称为多主机。该协议定义了一种特殊的数据包结构，由两个主要部分组成，即标头和数据部分。标头分为多个字段，除了其他信息外，还包括协议工作所需的信息，例如版本号以及数据包的源地址和目标地址。从历史上看，Internet 协议是使用 TCP 之前提供的不需要连接初始化的通道的服务之一，TCP 是由 Vint Cerf 和 Bob Kahn 于 1974 年开发的。 TCP 确保各方之间存在事先连接，这就是为什么 TCP 通道被描述为需要连接初始化，并且由于这种功能关系，通常 互联网模型被称为（TCP/IP）。互联网协议的第一个版本是版本4，简称为互联网中的基本协议，后面的版本是版本6，简称为（IPv6）。

互联网协议负责对主机进行寻址，这直接影响数据包路由过程。每个数据包包含两个地址：源地址和目标地址。互联网协议定义了数据包结构和特殊的寻址系统，使其能够唯一地标识主机。

当应用程序数据通过互联网模型的各层时对其进行封装。每个数据包由两部分组成：标头和负载。除了与数据包相关的其他信息外，互联网协议标头还包含数据包的源地址及其目标地址。协议的操作。负载是数据包传输的数据。将标头添加到负载的过程称为包装它。

互联网协议需要一种将地址分配给主机端口的机制。地址空间被划分为一组标准网络，每个网络可以根据需要划分为更小的子网，它以分层方式设计，允许使用前缀同时引用多个网络。因此，这在路由过程中特别重要。 端点和路由器基于先前的地址结构来完成路由过程，路由是找到数据包在网络中从其源到目的地应采取的路径，并且路由器使用该路径。称为路由协议的特殊协议，用于查找最佳可用路径 根据先前的空间结构，可以定义一种特殊类型的路由，即组路由，在这种类型中：目的地是一组主机而不是一台主机。单个主机，但该组的元素的区别在于它托管一个称为组地址的公共地址，并且组广播过程会将数据包发送到拥有该地址的所有主机。

该协议的当前版本是版本 4 (IPv4) 和版本 6 (IPv6) 1974 年 5 月，电气和电子工程师协会发表了一篇题为“分组网络内通信的协议”的研究论文。该论文的作者 Vint Cerf 和 Bob Khan 描述了一种旨在通过在网络节点之间交换数据包来共享资源的网络间协议，该过程的核心是传输控制软件。后来，这个程序被分成结构单元：传输层使用的传输控制协议和分组协议，以及互联网层的互联网协议（IP）。该模型曾被称为国防部的互联网模型，但今天它被称为互联网模型 (TCP/IP)。编号为 (0) 到 (3) 的版本是 1977 年和 1977 年使用的实验版本。 （1979）。以下是描述 Internet 协议版本 4 (IPv4) 版本的 Internet 实验说明文档：

当今互联网层的主导互联网协议是互联网协议版本 4，数字 4 是在所有版本 4 数据包的数据包标头中的版本号字段中找到的版本号。文档（RFC 791）中描述了第四个版本。第五个版本（IPv5）是以互联网中的流协议的名称开发的，但它没有超出实验阶段。 IPv6 是 IPv4 的后继者。它们之间的区别主要在于地址空间的大小，版本 4 使用 32 位地址，在地址空间中创建 43 亿 (4.3 x 10) 个可用地址，而版本 6 使用 128 位地址，允许 3.4 x10。 ) 其地址空间中可用的地址。但向版本 6 的过渡进展速度比预期要慢。 1994 年 4 月 1 日，互联网工程师组织发布了一份报告，阐述了互联网协议第九版（IPv9）的开发情况，但整个消息是在 4 月份发布的。傻瓜的笑话。

互联网协议旨在支持两方之间的关系的概念，因此，网络结构被认为是不可靠的，包括节点和传输介质，并且先前元素的可用性被描述为可变的。为了降低网络复杂性，该协议不支持任何监视和跟踪网络状态的机制。由于先前的设计，Internet 协议是不可靠的，并为数据包传送提供了最佳可能，但没有提供可靠的保证。因此，它是一种不需要连接初始化即可工作的协议，这意味着可能出现损坏或重复的数据包到达、丢失数据包或以与发送时不同的顺序到达的情况。到达状态导致的顺序与传输顺序不同，因为没有机制使网络能够识别前一个数据包所采用的路径的状态。因此，两个或多个连续的数据包可能会沿着两个或多个不同的路径进行路由，这会导致它们由于路径不同而以不同的延迟时间到达目标，因此数据包到达的顺序将与之前的顺序不同。它们的发送顺序 互联网协议提供了一种确保标头无错误的机制。每个支持路由的节点必须计算其收到的每个数据包的集体验证字段的值，并将其与数据包中的值进行匹配，如果两个值不匹配，则必须丢弃该数据包。尽管互联网控制消息协议支持通知此类错误的来源，但这对于丢弃数据包的节点来说不是必需的。恰恰相反，版本6的报头不包含以前的集体验证字段，为了提高网络性能，假设链路层提供了检测错误存在的有效机制，网络节点必须处理这些错误。在互联网协议栈中，解决可靠性问题是传输层的一个功能。

互联网的本质及其组件的多样性意味着，即使特定路径可供使用且可靠，也无法保证该路径能够传输数据或适合传输过程。介质中允许的最大传输大小是该介质上传输过程的技术限制之一，并且不可能传输大小大于介质最大传输大小的数据包，并且使用该介质的应用程序必须考虑到这一限制，在互联网协议的第四版中，协议支持切片功能，其中大小超过网络层最大传输大小的数据包被切成两个或多个数据包，称为块，所有数据包都有一个大小。小于最大允许限制 互联网协议提供了一种重新组装块并将其排列在目的地的机制，特别是当它们以正确的顺序到达时，在互联网协议的第 6 版中，开发了其他允许的机制。在传输开始之前发现的最大传输大小，从而避免在封装数据包时超过它。

在阿帕网网络的设计阶段以及构建互联网的原始形式时，既没有考虑安全角度，也没有考虑网络的公共或国际使用。因此，许多互联网协议都包含在网络受到攻击或随后的安全评估后发现的漏洞。 2011 年，发布了一份全面的安全报告，其中包括安全评估和减轻现有漏洞影响的建议。