IP 协议全称网际协议,在 OSI 七层参考模型里面位于第三层 网络层,在 TCP/IP 四层模型当中位于网际层,也叫互联网层,这是计算机网络最经典的考点,IP 协议的核心作用就是逻辑寻址、路由选择、跨网络转发数据包,依靠 IP 地址标识不同网络里的主机,路由器就是工作在这一层,读取 IP 包头里的目标 IP 地址查询路由表完成转发,IP 协议本身是无连接、尽最大努力交付,不保证可靠送达,也不做丢包重传,可靠传输由上层传输层的 TCP 负责,很多同学容易混淆,把 IP 和 TCP 当成同一层,TCP 属于传输层也就是 OSI 第四层,IP 属于第三层网络层,二者上下协同,共同组成 TCP/IP 协议体系,网络层除了 IP 协议,还有 ICMP 协议,也是同层配套协议。
两套模型对照
| 模型 | 分层结构 | IP 协议位置 |
|---|---|---|
| OSI 七层模型 | 物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层 | 第三层 网络层 |
| TCP/IP 四层模型 | 网络接口层、网际层、传输层、应用层 | 网际层 |
IP 协议在网络层核心功能
1 逻辑寻址:使用 IP 地址作为主机逻辑地址,和数据链路层 MAC 物理地址区分开。
2 路由转发:跨网段传输的时候,依靠路由表选择转发路径。
3 分片重组:当数据包大小超过链路 MTU,IP 协议执行分片,目的端完成重组。
4 封装解封装:接收上层传输层数据,加上 IP 包头封装成 IP 数据包,再向下交给数据链路层。
同层与上下层协议区分
网络层:IP、ICMP
传输层:TCP、UDP
数据链路层:以太网、PPP
应用层:HTTP、DNS、FTP
IP 协议位于网络层,向上接收传输层的数据,向下把 IP 数据包交给数据链路层封装成帧,这个分层思想是理解抓包、路由、子网划分的基础,考试答题标准答案就是 OSI 七层模型中 IP 协议位于第三层网络层。
【常见问题】
问题 1 IP 协议位于什么层,路由器是不是就是基于这个层工作
回答 1 IP 协议位于 OSI 七层模型的网络层,路由器工作在网络层,依靠 IP 协议包头里的目标 IP 地址查询路由表转发数据,所以路由器正是基于 IP 协议所在的网络层实现跨网段转发。
问题 2 ICMP 和 IP 协议位于什么层,属于同一层吗
回答 2 ICMP 和 IP 协议都位于网络层,ICMP 是 IP 协议的配套协议,用来发送差错报告和探测报文,ping 命令就是使用 ICMP 报文,二者同属于网络层。
问题 3 IP 协议位于网络层,那 ARP 协议是不是也在这一层
回答 3 主流教材考试当中,IP 协议位于网络层,ARP 协议存在划分争议,部分教材归为网络层,部分教材归为数据链路层,但是考题问 IP 协议位于什么层,标准答案固定是网络层,不要和 ARP 的分层争议混淆。
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