ip協定屬於哪一層

ip協定屬於網路層。 IP指網際互連協議，Internet Protocol的縮寫，是TCP/IP體系中的網路層協定（相當於OSI模型的網路層），它可以向傳輸層提供各種協定的訊息，例如TCP、UDP等；對下IP資訊包可放至連結層，透過乙太網路、令牌環網路等各種技術來傳送。

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IP指網路互連協議，Internet Protocol的縮寫，是TCP/IP體系中的網路層協定。設計IP的目的是提高網路的可擴展性：一是解決網路問題，實現大規模、異質網路的互聯互通；二是分割頂層網路應用和底層網路技術之間的耦合關係，以利於兩者的獨立發展。根據端到端的設計原則，IP只為主機提供一種無連線、不可靠的、盡力而為的資料包傳輸服務。

IP是整個TCP/IP協定族的核心，也是構成網際網路的基礎。 IP位於TCP/IP模型的網路層(相當於OSI模型的網路層)，它可以提供傳輸層各種協定的訊息，例如TCP、UDP等；對下可將IP資訊包放到連結層，透過乙太網路、令牌環網路等各種技術來傳送。

為了能適應異質網絡，IP強調適應性、簡潔性和可操作性，並在可靠性做了一定的犧牲。 IP不保證分組的交付時限和可靠性，所傳送分組有可能出現遺失、重複、延遲或亂序等問題。

ip協定的主要內容

IP主要包含三面向內容：IP編址方案、分組封裝格式及分組轉送規則。 

IP分組的轉送規則

路由器僅根據網路位址進行轉送。當IP封包經由路由器轉送時，如果目標網路與本機路由器直接相連，則直接將封包交付給目標主機，稱為直接交付；否則，路由器會透過路由表尋找路由訊息，並將封包轉交給指明的下一跳路由器，稱為間接交付。路由器在間接交付中，若路由表中有到達目標網路的路由，則把資料包傳送給路由表指明的下一跳路由器；如果沒有路由，但路由表中有一個預設路由，則把資料包傳送給指明的預設路由器；如果兩者都沒有，則丟棄資料包並報告錯誤。

IP分片

一個IP套件從來源主機傳送到目標主機可能需要經過多個不同的實體網路。由於各種網路的資料幀都有一個最大傳輸單元(MTU)的限制，如乙太網路訊框的MTU是1500；因此，當路由器在轉送IP包時，如果封包的大小超過了出口鏈路的最大傳輸單元時，則會將該IP分組分解成許多足夠小的片段，以便能夠在目標連結上進行傳輸。這些IP分片重新封裝一個IP包獨立傳輸，並在到達目標主機時才會重組。 

IP分組結構

一個IP分組由首部和資料兩部分組成。首部的前20位元組是所有IP分組必須具有的，也稱為固定首部。在首部固定部分的後面是一些可選字段，其長度是可變的。

IP分組結構

IP資料封包首部示意圖

IP資料封包首部各欄位的意義

ip協定版本

#IPv4協定

##網路協定第4版（ Internet Protocol version4，IPv4）是TCP/IP協定所使用的資料封包傳輸機制。資料報是一個可變長分組，有兩個部分組成：頭部和資料。頭部長度可由20~60個位元組組成，該部分包含與路由選擇和傳輸有關的重要資訊。頭部各字段意義依序如下： [3] 

（1）版本（4位元）：此欄位定義IP協定版本，負責向處理機所執行的IP軟體指明此IP資料封包是哪一個版本，所有欄位都要按照此版本的協定來解釋。如果電腦使用其他版本，則丟棄資料封包。

（2）頭部長度（4位元）：此欄位定義資料封包協定頭長度，表示協定頭部具有32位元字長的數量。協議頭最小值為5，最大值為15。 

（3）服務（8位元）：此欄位定義上層協定對處理目前資料封包所期望的服務質量，並對資料封包依照重要性等級進行指派。前3位成為優先位，後面4位成為服務類型，最後1位沒有定義。這些8位元欄位用於分配優先權、延遲、吞吐量以及可靠性。

（4）總長度（16位元）：此欄位定義整個IP資料封包的位元組長度，包括協定頭部和資料。其最大值為65535位元組。乙太網路協定對能夠封裝在一個訊框中的資料有最小值和最大值的限制（46~1500個位元組）。 

（5）標識（16位元）：此欄位包含一個整數，用於識別目前資料封包。當資料報分段時，標識欄位的值會複製到所有的分段之中。此欄位由發送端分配幫助接收端集中資料封包分段。

（6）標記（3位元）：此欄位由3位元欄位構成，其中最低位元（MF）控制分段，存在下一個分段置為1，否則置0代表該分段為最後一個分段。中間位元（DF）指出資料封包是否可進行分段，若為1則機器無法將該資料封包進行分段。第三位即最高位保留不使用，值為0。 

（7）分段偏移（13位元）：此欄位指出分段資料在來源資料封包中的相對位置，支援目標IP適當重建來源資料。

（8）生存時間（8位元）：此欄位是一種計數器，在丟棄資料封包的每個點值依序減1直至減少為0。這樣確保資料報擁有有限的環路過程（即TTL），限制了資料報的壽命。

（9）協定（8位元）：此欄位指出在IP處理過程完成之後，有哪一種上層協定會接收導入資料封包。這個欄位的值對接收方的網路層了解資料屬於哪個協定很有幫助。

（10）頭部校驗和（16位元）：此欄位可協助確保IP協定頭的完整性。由於某些協定頭字段的改變，這需要對每個點重新計算和檢驗。計算過程是先將校驗和欄位置為0，然後將整個頭部每16位元分割為一部分，將個部分相加，再將計算結果取反碼，插入到校驗和欄位中。 

（11）來源位址（32位元）：來源主機IP位址，此欄位在IPv4資料封包從來源主機到目的主機傳輸期間必須保持不變。

（12）目的位址（32位元）：目標主機IP位址，此欄位在IPv4資料封包從來源主機到目的主機傳輸期間同樣必須保持不變。

IPv6協定

自1970年代IPv4問世以來，資料通訊技術日新月異有了很大發展。雖然IPv4設計得很好，但其缺點也逐漸顯露出來：①雖說借助子網化、無類尋址和NAT技術可以提高IP地址使用效率，因特網中IP地址的耗盡仍然是一個沒有徹底解決的問題；②IPv4沒有提供即時音訊和視訊傳輸這種要求傳輸最小時延的策略和預留資源支援；③IPv4不能對某些有資料加密和鑑別要求的應用提供支援。為了克服這些缺點，IPv6（Internet working Protocol version6）被提了出來。在IPv6中，IP位址格式和分組長度以及分組的格式都改變了。 IPv6每個分組由必須的基本頭部和其後的有效載荷組成。有效載荷由可選的擴展頭部和來自上層的數據組成。基本頭部佔用40字節，有效載荷可以包含65535位元組資料。 IPv6頭部各字段意義依序如下： 

（1）版本（4位元）：此欄位定義IPv6協定版本，其值為6，負責向處理機所執行的IP軟體指明此IP數據報是IPv6版本。 

（2）優先權（4位元）：此欄位定義當發生通訊壅塞時的分組的優先權。

（3）流標號（24位元）：此欄位用來對特殊的資料流提供專門處理。

（4）有效載荷長度（16位元）：此欄位定義整個IPv6資料封包的位元組長度，包括基本頭部和有效載荷。其最大值為65，535位元組。

（5）下一個頭部（8位元）：此欄位定義了資料封包中跟隨在基本頭部之後的頭部。下一個頭部可以是IP所使用的可選擴展頭部，也可以是上層協定的頭部。

（6）條數限制（8位元）：此欄位與IPv4中生存時間（TTL）欄位一樣是一種計數器，在丟棄資料封包的每個點值依序減1直至減少為0 。 

（7）來源位址（128位元）：來源主機IP位址，此欄位在IPv4資料封包從來源主機到目的主機傳輸期間必須保持不變。 

（8）目的位址（128位元）：目標主機IP位址，此欄位在IPv4資料封包從來源主機到目的主機傳輸期間同樣必須保持不變。

（9）擴充頭部：此欄位包含6個可選類型，包括逐跳選項、來源路由選擇、分段、鑑別、加密的安全有效載荷、目的端選項。

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