IP-протокол
IP-протокол не обеспечивает надёжность, не ориентирован на соединение и обеспечивает передачу данных без гарантий. Пакет, формируемый IP-протолом, называется дэйтаграммой. Каждая дэйтаграмма формируется и обслуживается независимо от других. Это значит, что дэйтаграммы (пакеты), связанные с одним процессом, передаются независимо друг от друга, могут двигаться к получателю по разным маршрутам и могут быть приняты получателем не в той последовательности, в которой они отправлялись.
1) Дэйтаграмма
Дэйтаграмма -- это пакет переменной длины (20-65535 байт), состоящий из двух частей: заголовка и данных.
[Преамбула|Адрес1|Адрес2|Поле упр.|Данн.|КС]
                                 / IP-D  \
                                |Заг|Данн|
				 20/60
Две главные задачи, которые решает протокол IP -- адресация и фрагментация.
Заголовок содержит всю информацию для маршурутизации и доставки дэйтаграммы.
    4         4       8           16
+-------+----------+----+---------------------+
|VER    |HLEN      |DS  |Указатель полн. длины|
+-------+----------+----+---------------------+
|Идентификатор 16б.|Флаги 3|Смещение фрагм. 13|
+-------+----------+----+--+------------------+
|TTL 8  |Протокол 8б.   |КС заг. 16б.         |
+-------+---------------+---------------------+
|                  IP источн.                 |
+---------------------------------------------+
|                IP получателя                |
+---------------------------------------------+
|                    опции                    |
+---------------------------------------------+
VER=0100, HLEN -- полная длина заголовка в четырёхбайтовых словах, DS -- различные услуги (приоритет дэйтаграммы, особенности маршрутизации), указатель полной длины -- содержит информацию о размере дэйтаграммы (в байтах), TTL -- время жизни пакета (определяет, сколько узлов может пройти дэйтаграмма при движении от отправителя до получателя; при приёме диаграммы любым узлом показатель TTL уменьшается на единицу. Если при этом TTL становится равным нулю, то дэйтаграмма дальше не отправляется; обычно TTL определяет отправитель и оно равно 128 или 64), протокол -- код вышестоящего протокола, который сформировал данные -- TCP (4), UDP (7), ..., контрольная сумма заголовка (вычисляет каждый узел, через который проходит дэйтаграмма, т. к. TTL меняется), опции могут быть или не быть вообще -- определяют особенности обработки и маршрутизации дэйтаграммы.
Поля, связанные с фрагментацией
Дэйтаграмма проходит через различные сети. Каждая сеть различного типа имеет различное значение MTU (Maximum Transfer Unit): Ethernet -- 1500, TokenRing -- 17914, X.25 -- 576. Если дэйтаграмма поступает в сеть со значением MTU меньше, чем размер дэйтаграммы, то происходит фрагментация дэйтаграммы (разбиение дэйтаграммы на отдельные пакеты, каждый из которых приобретает собственный заголовок и собственный блок данных. При выходе из такой сети сборка фрагментов не производится, сборка фрагментов производится только узлом-получателем.
Идентификатор -- идентифицирует дэйтаграмму, исходящую от отправителя. При фрагментации идентификатор дэйтаграммы записывается в заголовки всех фрагментов.
Флаги: R -- зарезервирован, D=1 -- Do Not Fragment, M=1 -- More Fragment -- фрагмент не последний, M=0 -- фрагмент последний или единственный.
Смещение фрагментации -- в этом поле указывается смещение фрагмента относительно начала дэйтаграммы в восьмибайтовых словах.
Опции
Используются в основном для контроля и диагностики сетей.
Технология NAT
Network Address Translation -- преобразование сетевых адресов.
В локальных сетях адреса 192.168.x.x, 10.0.x.x, 172.x.x.x могут совпадать.
Локальные сети включаются в общую сеть через некоторый шлюз.
При передаче данных на роутер указывается IP-адрес и порт. Узел, работающий по технологии NAT, делает следующее: 1) вместо IP-адреса отправителя подставляет в дэйтаграмму свой IP-адрес (реальный, выделенный); по IP-адресу и порту узла-отправителя вычисляет фиктивный адрес порта и отправляет дальше дэйтаграмму. Технология NAT позволяет при одном реальном IP-адресе обеспечить работу нескольких узлов, но некоторые приложения, получив запрос, отправляют ответ на фиксированный порт.
IP-протокол версии 6
В протоколе IPv6 используется адрес длиной в 128 бит.
Протокол IPv6 обеспечивает большее адресное пространство, имеет новый формат заголовка (размер заголовка увеличился в два раза), имеет встроенные средства обеспечения безопасности, имеется новый протокол взаимодействия соседних узлов.