IP协议深度解析：路由、分片与组装

网络基础第十六讲：核心机制详解

IP协议是互联网协议的核心，负责将数据包从源主机发送到目的主机。它涉及路由选择、数据包的分片与组装等关键机制。本文将带你深入了解这些概念，帮助小白快速掌握网络基础。

一、IP协议概述

IP协议（Internet Protocol）是TCP/IP协议栈中的网络层协议，主要功能包括寻址和路由。它使用IP地址唯一标识网络中的设备，并通过路由表决定数据包的下一跳。IP协议提供无连接、不可靠的服务，但通过上层协议（如TCP）保证可靠性。

二、路由基础

路由是指路由器根据路由表选择最佳路径转发数据包的过程。路由表可以由管理员静态配置，也可以通过动态路由协议如OSPF、BGP学习。每个路由器独立做出决策，数据包逐跳转发直到到达目的地。理解路由是网络运维的基本功。

三、IP分片与组装

由于不同网络的最大传输单元（MTU）不同，当IP数据报大小超过下一跳网络的MTU时，就需要进行分片。分片在源主机或路由器上进行，将大数据报分成多个较小的片，每个片都包含IP头部（部分字段修改）和数据。接收端根据标识、标志和片偏移字段进行组装，恢复原始数据报。例如，以太网MTU通常为1500字节，如果上层协议（如TCP）交付的数据超过1500字节，IP层就会分片。分片可能导致性能下降，因此现代网络尽量避免分片，例如通过TCP的MSS协商。