Was ist die Hauptfunktion von IP?

Die Hauptfunktionen von IP sind: 1. Definieren Sie die Grundeinheit der computerweiten Datenübertragung und legen Sie das Format der Datenübertragung im Internet fest. 2. Definieren Sie die auszuführende Routing-Funktion und bestimmen Sie den Pfad der Datenübertragung 3. Definieren Sie die Regeln für die unzuverlässige Paketzustellung, legen Sie fest, wann und wie Pakete von Hosts und Routern verarbeitet werden, und geben Sie die Bedingungen an, unter denen Pakete aufgegeben werden, und wie Fehlermeldungen gesendet werden.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, Dell G3-Computer.

IP bezieht sich auf Internet Protocol, die Abkürzung für Internet Protocol, das Protokoll der Netzwerkschicht im TCP/IP-System. Der Zweck des IP-Designs besteht darin, die Skalierbarkeit des Netzwerks zu verbessern: erstens, Internetprobleme zu lösen und die Verbindung großer, heterogener Netzwerke zu realisieren, zweitens die Kopplungsbeziehung zwischen Netzwerkanwendungen der obersten Ebene und zugrunde liegenden Netzwerktechnologien zu trennen; Erleichtern Sie die beiden unabhängig voneinander. Gemäß dem End-to-End-Designprinzip stellt IP nur einen verbindungslosen, unzuverlässigen und bestmöglichen Paketübertragungsdienst zum Host bereit.

Der Zweck des IP-Protokolldesigns und die drei implementierten Hauptfunktionen sind:

• Erstens: Das IP-Protokoll definiert die Grundeinheit der computerweiten Datenübertragung und legt das Format der Datenübertragung im Internet fest

  Zweitens: Das IP-Protokoll definiert die Routing-Funktion, die ausgeführt werden muss, und bestimmt den Pfad der Datenübertragung.

• Drittens: Das IP-Protokoll definiert die Regeln für die unzuverlässige Paketzustellung und gibt an, wann und wie Host und Router verarbeiten zur Verarbeitung von Paketen, Angabe der Bedingungen, unter denen Pakete verworfen werden und wie Fehlermeldungen ausgegeben werden.

Die von IP bereitgestellten Dienste können grob in zwei Kategorien zusammengefasst werden:

• Segmentierung und Neuzusammenstellung von IP-Informationspaketen.
IP-Informationspaketübertragung

IP ist ein Protokoll zur Informationsübertragung zwischen Netzwerken. Es kann IP-Informationspakete vom Quellgerät (z. B. dem Computer des Benutzers) an das Zielgerät (z. B. den WWW-Server einer Abteilung) übertragen ). Um dieses Ziel zu erreichen, muss IP auf zwei Mechanismen zurückgreifen: IP-Adresse und IP-Router.

• IP schreibt vor, dass alle Geräte im Netzwerk eine eindeutige IP-Adresse haben müssen, genauso wie die Adresse des Empfängers auf der Post angegeben werden muss, damit der Postbote die Post zustellen kann. Ebenso muss jedes IP-Informationspaket die IP-Adresse des Zielgeräts enthalten, damit das Informationspaket korrekt an das Ziel gesendet werden kann. Das gleiche Gerät kann nicht mehrere IP-Adressen haben. Alle Netzwerkgeräte, die IP verwenden, haben mindestens eine eindeutige IP-Adresse.
  IP-Routing
• Das Internet ist ein großes Netzwerk, das aus vielen Netzwerkverbindungen besteht. Wenn Sie IP-Informationspakete im Internet übertragen möchten, muss nicht nur sichergestellt werden, dass jedes Gerät im Netzwerk eine eindeutige IP-Adresse hat, sondern es muss auch ein Übertragungsmechanismus zwischen den Netzwerken vorhanden sein, um IP-Informationspakete über jedes Netzwerkland an das Ziel zu übertragen . Dieser Übermittlungsmechanismus wird als IP-Routing bezeichnet.
  Jedes Netzwerk ist über einen Router miteinander verbunden. Die Aufgabe des Routers besteht darin, den Übertragungsweg für IP-Informationspakete auszuwählen. Mit anderen Worten: IP-Pakete dürfen nur durch die Zusammenarbeit von Routern unterwegs an ihr Ziel gesendet werden. Beim IP-Routing ist der Router für die Auswahl des Pfades verantwortlich, und das IP-Informationspaket ist das zu übertragende Objekt.
  IP-Routing-Beschreibung

  IP-Adresse und IP-Routing sind die Grundlage für die IP-Paketübertragung. Darüber hinaus gibt es bei der Übertragung von IP-Informationspaketen ein sehr wichtiges Merkmal, nämlich die Verwendung verbindungsloser Übertragungsverfahren. Das verbindungslose Übertragungsverfahren bedeutet, dass bei der Übertragung von IP-Informationspaketen das Quellgerät und das Zielgerät die IP-Informationspakete zustellen können, ohne dass eine vorherige Verbindung erforderlich ist. Das heißt, das Quellgerät ignoriert das Zielgerät vollständig und sendet einfach IP-Informationspakete nacheinander aus. Ob das Zielgerät jedes Informationspaket empfängt und ob es das richtige Informationspaket empfängt, ist für die Überprüfung durch das Protokoll der oberen Schicht (z. B. TCP) verantwortlich.
  

  Der Vorteil der Verwendung ohne Verbindung besteht darin, dass sie den Prozess vereinfacht und die Effizienz der Übertragung verbessert. Da IP-Informationspakete außerdem über den IP-Routing-Mechanismus zwischen Routern übertragen werden müssen, sind verbindungslose Übertragungsmethoden in diesem Mechanismus einfacher zu bedienen.
  Im Vergleich zur verbindungslosen Übertragungsmethode gibt es auch die Verbindungsübertragungsmethode, d. h. sowohl das Quell- als auch das Zielgerät müssen eine Verbindung herstellen, bevor eine weitere Datenübertragung durchgeführt werden kann. TCP verwendet die Verbindungsübertragungsmethode.

Aufteilen und Zusammensetzen von IP-Paketen

Um ein IP-Paket in verschiedene physische Frames zu stecken, darf die maximale IP-Paketlänge nur dem minimalen MTU-Wert aller physischen Netzwerke auf diesem Pfad entsprechen. Wenn das Datagramm ein Netzwerk durchläuft, das größere Frames übertragen kann, ist es nicht wirtschaftlich, die Größe des Datagramms auf einen Wert unter dem kleinsten MTU-Wert im Internet zu beschränken. Wenn das Datagramm dieses Subnetz durchläuft, kann es nicht in einen Frame eingekapselt werden.

Beim Senden von IP-Paketen wählt das IP-Protokoll im Allgemeinen eine geeignete Anfangslänge. Wenn der MTU-Wert des zwischengeschalteten physischen Netzwerks, das dieses Paket durchlaufen muss, kleiner ist als die Länge des IP-Pakets, teilt das IP-Protokoll den Datenteil des Pakets in mehrere kleinere Datenteile auf, um ein kleineres Paket zu bilden, und fügt es dann ein in einem physischen Rahmen zu versenden. Jede kleine Nachricht wird als Segment bezeichnet. Die Segmentierung erfolgt im Allgemeinen auf dem Router. Wenn der Router ein IP-Paket von einer bestimmten Netzwerkschnittstelle empfängt und es an ein anderes Netzwerk weiterleiten möchte und die MTU des Netzwerks kleiner als die Länge des IP-Pakets ist, muss das IP-Paket in mehrere kleine IP-Segmente unterteilt werden. Senden Sie sie separat.

Reassembly ist der umgekehrte Prozess der Segmentierung, bei dem mehrere IP-Segmente wieder zusammengesetzt und in den ursprünglichen IP-Paketen wiederhergestellt werden. Wenn das Ziel ein IP-Paket empfängt, kann es anhand seines Fragment-Offsets und des MF-Flag-Bits feststellen, ob es sich um ein Fragment handelt. Wenn das MF-Bit 0 und der Fragmentierungsoffset 0 ist, bedeutet dies, dass es sich um ein vollständiges IP-Datagramm handelt. Andernfalls, wenn der Segmentoffset nicht 0 ist oder das MF-Flag 1 ist, bedeutet dies, dass es sich um ein Segment handelt. Zu diesem Zeitpunkt muss das Ziel eine Segmentierungsreorganisation durchführen. Das IP-Protokoll bestimmt anhand des Werts des Kennungsfelds im IP-Nachrichtenkopf, welche Segmente zur gleichen Originalnachricht gehören, und bestimmt die Position des Segments in der Originalnachricht anhand des Segmentoffsets. Wenn alle Fragmente eines IP-Datagramms korrekt am Ziel ankommen, werden sie zu einer vollständigen Nachricht reorganisiert und zur Verarbeitung an das Protokoll der oberen Schicht übergeben.

Die Zusammenfassung lautet wie folgt: Während des Übertragungsprozesses können IP-Informationspakete viele Netzwerke mit unterschiedlichen Technologien durchlaufen. Gehen Sie davon aus, dass das IP-Informationspaket vom ATM-Netzwerk gesendet wird und die ursprüngliche Länge 9180 B beträgt. Wenn das IP-Routing über das Ethernet-Netzwerk erfolgt, ist das Informationspaket zu groß, um über das Ethernet-Netzwerk übertragen zu werden. Um dieses Problem zu lösen, muss der Router über einen Mechanismus zum Segmentieren und erneuten Zusammensetzen von IP-Paketen verfügen, um überlange Pakete zu segmentieren, damit sie in einem Netzwerk mit einer kleineren maximalen Übertragungseinheit übertragen werden können. Das geteilte IP-Informationspaket wird vom Zielgerät empfangen und wieder zusammengesetzt, um das ursprüngliche IP-Informationspaket wiederherzustellen.

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