IP 通俗易懂网络协议( 二 ) _网络协议

消息边界应用层将协议携带的数据写入消息，消息边界是两次写入操作之间的位置或字节偏移量。
保留消息边界的协议（UDP）在接收方能获得发送方的消息边界，而不保留消息边界的协议（TCP）在接收方将不能获得发送方的消息边界。

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比如发送端通过UDP协议先后发送2个大小分别为100、200字节的消息，接收端通过UDP协议接收数据，将分2次分别接收到100、200字节的消息，但不保证接收100、200消息的先后顺序。
而TCP是数据流协议，如果发送端通过TCP协议先后发送2个大小为100和200字节的消息，接收端会收到300字节数据，但每次接收返回的不一定是100、200字节消息，接收端丢失了发送端的消息边界。
网络地址IP地址用于IP层，IPv4的IP地址是32位整数，最多可以表示40多亿个IP地址，按8位一字节，则分为4字节，每个字节是一个0~255的无符号整数，所以可以表示为“abc.def.ghi.jkl”的点分十进制格式，也可以表示为32位无符号整数。
点分十进制和无符号32位无符号整数可以很容易换算。
IPv4地址空间分成五大类，A、B、C类用于Internet单播，D类地址供组播使用，E类地址保留。
IPv4的32位又被划分为网络号和主机号，可以把网络号想象成到小区的邮政地址，而主机号想象成房间号。

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【IP 通俗易懂网络协议】
链路层使用48bit的mac地址，ARP和RARP用于IP地址和MAC地址之间的相互换算。
应用程序编程接口操作系统通过提供编程接口（API）来支持应用程序的网络开发，目前最流行的API是套接字（Socket），也叫Berkeley套接字。
Socket抽象层位于应用层跟传输层之间，提供创建、绑定、监听、连接、发送、接收、关闭等常用方法。

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Internet协议IP是TCP/IP协议族中的核心协议，为传输层提供IP数据报的交付能力，它负责将IP数据报从网络一端传递到另一端，实现数据转发。
IP的另一个作用是：在发送端，接收来自传输层的协议数据单元（PDU），添加IP首部封装为IP数据报，交给协议族的下一层链路层。
在接收端（包括中间路由器），接收来自链路层的PDU，去掉IP首部，根据IP首部中的协议类型，将数据分发给TCP、UDP或者其他。
IP只是完成分组交换（转发），如果你希望得到可靠性保证，IP会说：对不起，做不了。
发送一个IP数据报犹如寄一个快递，只需把目的地收件人写在快递上，快递公司会路由分发，但中间有可能丢件，丢了不管，而且到了，也不会有确认，一切随缘。
基于TCP/IP协议族构建的网络，可以区分为端系统（两边的主机）和中间系统（中间路由器），端主机实现网络所有层，而路由器实现传输层之下的所有层，IP使用逐跳协议，IP之上的各层使用端到端协议。
路由器路由器工作于网络层，是IP层的核心设备。
路由器有两个或两个以上的网络接口，用于连接两个或多个网络，负责将IP数据报（分组）从一个网络接口转发到另一个网络接口。
带有多网络接口（网卡）的主机也能承担转发分组的功能，这种主机称为作为路由器使用的主机。

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如果把一个村庄比喻成一个小的局域网，那路由器就相当于连接村庄的桥梁，路由器属于中间系统，所以连接不同网络的路由器需要实现不同的链路层协议，完成不同链路层的翻译转换功能。
另一方面，路由器实现链路层+网络层这2层就够了，而不必实现传输层和应用层，这是由它的功能（实现分组交换）决定的。
每个IP分组都是一个IP数据报，包含发送方和接收方的第三层地址（IP地址），即32位的IPv4或128位的IPv6，IP数据报首部中的目的地址决定将该数据报发往何处，而做出决定和发送数据报到下一跳的过程叫转发，转发依赖于路由表，是存储于内存中的一个数据结构。
IP协议格式在贴出IP协议格式之前，我们可以设想一下，IP协议需要包括哪些信息，这比直接上图＋死记硬背要好。
根据之前封装的描述，显然，IP数据报应该是包括IP首部+数据负载，而这个不透明的负载（Payload）来自于TCP、UDP或者其他。
所以我们讲IP数据报格式，其实就是IP首部的组成和结构，因为数据负载来自于上层，而封装的本质要求上层的数据对下层隐藏、无须解释，既然IP的Payload对于IP层透明，那自然没什么可讲的。