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5.4.2 TCP/IP

IP是TCP/IP協議族中最為核心的協議。所有的TCP、UDP、ICMP及IGMP數據都以IP數據報格式傳輸（見圖5-28）。許多剛開始接觸TCP/IP的人對IP提供不可靠、無連接的數據報傳送服務感到疑惑，特別是那些了解X.25或SNA背景知識的人。不可靠（unreliable）的意思是它不能保證IP數據報能成功地到達目的地。IP僅提供盡可能好（besteffort）的傳輸服務。如果發生某種錯誤時，如某個路由器暫時用完了緩沖區，IP有一個簡單的錯誤處理算法，即丟棄該數據報，然后發送ICMP消息報給信源端。任何要求的可靠性必須由上層來提供（如TCP）。

無連接（connectionless）的意思是IP并不維護任何關于后續數據報的狀態信息。每個數據報的處理是相互獨立的。這也說明，IP數據報可以不按發送順序接收。如果一信源向相同的信宿發送兩個連續的數據報（先是A,然后是B），每個數據報都是獨立地進行路由選擇，可能選擇不同的路線，則B可能在A到達之前先到達。

RFC791[Postel1981a]是IP的正式規范文件。

1.IP首部

IP數據報的格式如圖5-28所示。普通的IP首部長為20Byte,除非含有選項字段。

先分析首部。較高位在左邊，記為Obit;最低位在右邊，記為31bit.4字節的32bit值按下面的次序傳輸：首先是0-7bit,其次8?15bit,然后16~23bit,最后是24-31bit.這種傳輸次序稱做bigendian字節序。由于TCP/IP首部中所有的二進制整數在網絡中傳輸時都要求以這種次序，因此它又稱做網絡字節序。以其他形式存儲二進制整數的機器，如littleendian格式，則必須在傳輸數據之前把首部轉換成網絡字節序。

目前常用的協議版本號是4,因此IP有時也稱做IPv4。

首部長度指的是首部占32Wt的數目，包括任何選項。由于它是一個4比特字段，因此首部最長為60Byte。這種限制使某些選項（如路由記錄選項）在當今已無用處。普通IP數據報（沒有任何選擇項）中該字段的值是5。

服務類型（ToS）字段包括一個3bit的優先權子字段（現在已被忽略）、4bit的ToS子字段和lbit未用位但必須置0.4bit的ToS分別代表：最小時延、最大吞吐量、較高可靠性和最小費用。4bit中只能置其中lbit.如果所有4bit均為0,就意味著是一般服務。RFC1340[ReynoldsandPostel1992]描述了所有的標準應用如何設置這些服務類型。RFC1349[Almquist1992]對該RFC進行了修正，更為詳細地描述了ToS的特性。

圖5-29所示為對不同應用建議的ToS值，在最后一列中給出的是十六進制值。

Telnet和Rlogin這兩個交互應用要求最小的傳輸時延，因為人們主要用它們來傳輸少量的交互數據。另一方面，FTP文件傳輸則要求有最大的吞吐量。較高可靠性被指明給網絡管理（如SNMP）和路由選擇協議。用戶網絡新聞（Usenetnews,NNTP）是要求最小費用的應用。

現在大多數的TCP/IP實現都不支持ToS特性，但是自4.3BSDReno以后的新版系統都對它進行了設置。另外，新的路由協議如OSPF和IS-IS都能根據這些字段的值進行路由決策。

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