什么是 Internet 协议？

互联网协议 (IP) 是一种协议或一组规则，用于对数据包进行路由和寻址，以便它们可以跨网络传输并到达正确的目的地。互联网上传输的数据会被切分为较小的碎片，称之为数据包。每个数据包上会附加相应的 IP 信息，它有助于路由器将数据包发送到正确的位置。每个已连接互联网的设备或域会获得一个分配的 IP 地址，并且当数据包定向到与之关联的 IP 地址时，数据便能够到达预期的位置。

数据包到达目的地后，将根据与 IP 结合使用的传输协议对数据包进行不同的处理。最常见的传输协议是 TCP 和 UDP。

在网络连接中，协议是指执行某些操作和设置数据格式的标准化方法，以便两个或更多个设备能够相互理解和相互通信。

若要了解为什么需要协议，不妨想一下邮寄信件的过程。信封上按照以下顺序书写地址：邮政编码、州/省、城市、街道地址和姓名。如果放入邮箱的信封上姓名写在最前面，然后接上街道地址和州/省等，邮局可能不会投递这封信。书写地址有一套公认的规范，以方便邮政系统正常工作。同样，所有 IP 数据包都必须以一定的顺序出示特定的信息，并且所有 IP 地址都要遵循标准化的格式。

IP 地址是分配给连入互联网的设备或域的唯一标识符。每个 IP 地址都是一个字符序列，如 192.168.1.1。DNS 解析器将人类可读的域名转换为 IP 地址，这样用户便能访问网站，而无需记住这种复杂的字符序列。每个 IP 数据包都同时包含发送数据包的设备或域的 IP 地址以及预期接收方的 IP 地址，这与一封邮件中同时包含目的地地址和回邮地址一样。

第四版 IP（简称 IPv4）于 1983 年推出。但是，就如汽车车牌号的排列组合数量有限，必须定期重新格式化一样，可用 IPv4 地址的供应也已枯竭。IPv6 地址具有更多的字符，因此排列组合也更多。但是，IPv6 尚未全面采用，而且大多数域和设备仍然具有 IPv4 地址。有关 IPv4 和 IPv6 的更多信息，请参见我的 IP 地址是什么？

在发送数据包前，每个数据包上会添加一个 IP 标头，以此形成 IP 数据包。简单来说，IP 标头是一系列位（一和零），记录与数据包相关的几段信息，如发送方和接收方 IP 地址等。IP 标头也报告以下信息：

IPv4 标头中总共有 14 个信息字段，但其中之一是可选的。

互联网由相互连接的大型网络组成；这些大型网络各自负责某些 IP 地址块，它们称为自治系统 (AS)。在包括 BGP 在内的各种路由协议的帮助下，根据目标 IP 地址来跨 AS 路由数据包。路由器具有路由表，指示数据包应经过哪个 AS，从而能尽快到达所需目的地。数据包从一个 AS 传播到另一个，直到到达声称对目标 IP 地址负责的 AS 为止。然后，该 AS 在内部将数据包路由到目的地。

协议在 OSI 模型的不同层附加数据包标头：

如有需要，数据包可以通过不同的路由到达同一位置，就像一群开车驶向约定地点的人可以沿着不同道路到达目的地一样。

传输控制协议 (TCP) 是一种传输协议，即它将指示数据的发送和接收方式。TCP 标头包含在每个使用 TCP/IP 的数据包的数据部分中。在传输数据之前，TCP 打开与接收方的连接。一旦传输开始，TCP 会确保所有数据包按顺序到达。接收方将通过 TCP 确认接收到每一个到达的数据包。如果未确认接收，则再次发送缺失的数据包。

TCP 的设计宗旨是可靠性，而不是速度。因为 TCP 必须确保所有数据包都按顺序到达，所以在缺失部分数据包时，通过 TCP/IP 加载数据可能会花费更久时间。

TCP 和 IP 最初设计为两者一同使用，而这通常称为 TCP/IP 套件。不过，也有其他传输协议可与 IP 搭配使用。

User Datagram Protocol 或 UDP 是另一种广泛使用的传输协议。它的速度比 TCP 快，但可靠性有所降低。UDP 不能确保所有数据包都按顺序传送，而且也不会在开始或接收传输之前建立连接。

网络交换机是一种在 局域网（LAN）内转发数据包的设备，。 大多数网络交换机工作在第二层，即数据链路层，而不是第三层，即网络层，因此使用MAC地址而不是IP地址来转发数据包。 要了解更多信息，请参阅 什么是网络交换机？