汇集层的产生也是汇集希望的了局。当数据通信必要跨网段而且有多条通信途径可遴选时，这就产生了若何把恣意两台主机毗连起来停止远距离的数据传输成绩。汇集层的IP和谈很好地管理了这一成绩。在这里我们必要先体味IP和谈及IP数据单元的花式，然后再理会IP和谈的义务事理。
1. IP和谈
IP和谈(Internet Protocol，网际和谈)即网间互连和谈。IP和谈是使毗连到Internet上的所有盘算机完成相互通信的一套商定或该当遵循的规矩。这套规矩确保了网间的毗连、网间的寻址和网间的数据转发等功能得以完成。以是，它是汇集层中最重要的和谈.它与TCP和谈一起构成了TCP/IP和谈族的核心.IP和谈在汇集层供给的是无毗连的、不成靠的数据传输效劳。
何谓无毗连的、不成靠的数据传输呢?
在汇集层传送IP包就比如我们生涯中在邮局寄送的平信，每封平信有肯定的目的地址，平信在传送过程中可以或许走的途径分歧，平信在寄送的途中是没有包管的;在发信人与收信人这一对有接洽干系的主体之间没有直接的限定干系(可邃晓为无毗连的)，如果平信在传送途中丧失，邮局是不担当的(可邃晓为不成靠的)。也就是说，IP包在汇集传输中，发送端的汇集层与领受端的汇集层之间不用要建树北京网站筹算毗连，发送端的汇集层也不必关怀IP包能否送到领受端的汇集层。
2. IP数据单元花式
IP和谈的数据单元也很宏大，如图4-14所示。IP和谈头主要由12个域构成，加上传输层通报上去的数据单元就构成了汇集层的IP数据报，也称之为IP包。
IP和谈头的构成，每动作32个bit位，此中各域寄义正文以下.版本(Version):指的是IP和谈版本号，今朝是4，即指IPv4a头长度(Internet Header Length,IH L):指的是IF和谈头长度，以4个B为1个单元，最小值为5，即最小的IP和谈头有20个字节(没有可选项时)。
效劳范例(Type of Service,TOS):由8个bit构成，在分歧地位的bit设置可代表分歧的效劳范例.稀有据的优先权(现已被疏忽)、低时延、高吞吐、高牢靠和最小用度等效劳范例，否则就意味着是寻常效劳。
总长度(Total Length, TL):指全部IF包的长度，以B为单元。行使和谈头长度和总长度，就可以或许晓得IF包中数据的肇端地位和长度。
标识(Identification):标识主机发送的每份IF包的编码(ID)，占16位.平日每发送一份IP包它的值就会加1。
IF包是在汇集层传输的数据单元，而分歧汇集范例在链路层都具有最大传输单元(MTU)限定这一特征，如以太网的MTU是1500B，这个1500B就是汇集层IP和谈数据单元的最大值。如果IP包总长度逾越了MTU，那末汇集层就要对IF包停止分片，使每报片的长度小于或即是MTU。此时这16位的标识在IF包分片后将被复制到每报片中。在领受端，数据报片的重组根据就是这个ID标识。
R:保存未用。
DF(Don't Fragment) : IP包不分片标志，占1bit。值为1时示意汇集层将舛错IP包停止分片。
MF(More Fragment):报片标志。值为0示意以后数据报是末了一片;值为1示意非末了一报片，后续另有其他报片。
片偏移(Fragment Offset, FO):该报片偏移原始数据报动手动手处的地位.偏移的字节数是该偏移值乘以8。
其它，当IP包被分片后，每个报片的总长度值要改成该片的长度值。领受端收到末了一个报片，从它的长度和片偏移盘算出数据报总长度，再与所有到达的报片长度和比力，依此来断定报片的完全性，然后停止重组。
生活时光(Time To Live, TTL):设置了IP包可以或许经过的最多路由器个数(有关TTL的单元请参考第11章成绩4-5的正文)。TTL的初始值由源主机设置，经过一个路由器，它的值就减1。当该域的值为0时，IP包就被路由器抛弃，并发送ICMP报文告诉源主机。
和谈(Protocol, PROT):指出上层的和谈范例。具体指的是TCP或UDP的和谈编码。
头校验和(Header checksum):是凭据IP和谈头盘算的“校验和”码。如果“校验和”有误就抛弃IP包，但是不天生过失报文。重传掌握将由传输层掌握来发现被抛弃的数据报并停止重传。
源IP地址:每个Ip包都必须包括发送端的源IP地址，是一个32bit的值。
目的IP地址:每个IP包也都必要包括领受端的IP地址，也是一个32bit的值。
可选字段(Options):一个可变长的选项，用于平安、调试等，也为以后扩展或进级之用(该字段的运用请拜见第11章成绩4-6正文)。
添补(Padding):在需要时插人肯定的添补字节，以确保IP和谈头一直是32bit的整数倍。
数据:是传输层提交上去的和谈数据单元。
从IP包的和谈头可知，IP和谈头的巨细有两种:当没有“选项”这个域时，为160位即20个字节;当有“选项”域时，为192位即24个字节。
3. IP和谈的义务事理
IP是如何完成汇集互联的?
初期各公司的汇集系统不克不及互通，也不克不及互连。启事是它们在各自汇会合所传送的数据基本单元(即数据帧)的花式分歧。有了IP和谈，分歧的汇集系统完成了互联。可以或许如许邃晓lip和谈就是一套由按次构成的和谈软件，它把各种分歧的“数据帧”统一转换成“IP包”花式，完成在互联网上的传送。这类转换是Internet的一个最重要的特点，它使异种汇集的盘算机系统也能在Internet上完成相互通信，也使Internet具有了真正意义上的“开放性”特点。
那末，"IP包"是甚么?
由IP数据单元花式的构成可见，IP包就是一个无毗连的，而且是自力的数据传输单元，它照顾了数据来自那里，和将要送到那里等邃晓的标识(即IP地址)。如许，IP包在汇集间传送时，就不用要肯定先建树一条数据通道，而是每个IP包都可经过分歧的传输途径自力地向目的地传送。
【举例】如图4-15所示，IP和谈的基本义务事理理会。当通信两头(主机A和主机B)位于分歧的汇集时，数据的传送必要经过路由器跨网通报。发送端A只需将IP包(必要分片时先分片措置)交给第一起由器RI便可。路由器R1凭据IP包照顾的目的标识，停止途径遴选并转发给下一起由器(R2或R3).下一起由器再转发到其下一起由器R4,路由器R4末了将IP包传送到目的主机。在目的主机B端，收到IP包后停止和谈头校验和检讨，将检讨失利的IP包.直接抛弃(不会向发送端回送任何过失报文);将校验无误的IP包提取数据报数据直接交给上层传输层。
因而可知，在汇集层IP包的传送不只是无毗连的，而且目的端IP包的到达是无序的，而且是不成靠的。
4.汇集层其他和谈
在汇集层，除非常重要的IP和谈以外，另有两个比力重要的和谈在此宏大先容以下。
1)ICMP和谈
ICMP(Internet Control Message Protocollnternet，网际掌握新闻和谈)是TCP/IP和谈族的一个子和谈，主要用于在主机、路由器之间通报掌握信息。这些掌握新闻是指汇集自身的新闻，如汇集能否迟滞、主机能否可达、路由能否可用、IP包路由传送已逾越“生活时光”等，还包孕敷陈毛病、交流受限等掌握和状况信息.这些掌握新闻固然实在不传输用户数据，但是对付用户数据的通报起着重要的感化。
在汇集运用中，我们经常会获得ICMP供给的新闻，只不外经常被疏忽了罢了。如某主机处于封锁或回护状况，不供给汇集效劳时，ICMP就可以或许对提倡的TCP毗连给出一个停止(Destination Unreachable)布告，见告主机不成达。又如我们在反省汇集能否迟滞时，经常行使ping饬令，这个饬令就是一项基于ICMP和谈的运用，ping饬令前往的信息均是由ICMP和谈供给的敷陈。
2) ARP和谈
ARP(Address Resolution Protocol，地址理会和谈)用于经过过程主机的汇集地址(即32位的IP地址)理会出该主机的物理地址(即48位的MAC地址)。
在Internet网中，汇集层之下是汇集拜候层，其对应于局域网的数据链路层和物理层。在数据链路层中，数据通信是以“数据帧”为传输单元，而“数据帧”的寻址方式是根据通信两头点的MAC地址来完成的。是以，汇集层的IP包进人汇集拜候层后，下一步的传输必须要晓得下一链接点或目的节点的物理地址即MAC地址。若何找到下一链接点或目的节点的MAC地址，就是由ARP和谈完成的。