ip 协议也就是网际协议，属于 tcp/ip 协议栈里面的网络层协议，核心作用是实现跨网络寻址和分组转发，把上层传输层（tcp、udp）的数据封装成 ip 数据包，在不同网段、不同物理网络之间完成端到端传输，ip 协议只负责把数据包从源主机送到目的主机，本身不保证可靠送达，不重传、不确认、不排序，可靠性由上层 tcp 协议来保障，这就是 ip 协议最核心的特点，无连接、尽力交付，我们平时访问网站、远程连接、文件传输，底层全部依靠 ip 协议完成跨网段路由，现在主流是 ipv4，下一代是 ipv6，解决 ipv4 地址耗尽问题。

ip 协议核心功能

1 逻辑寻址：定义 ip 地址，给每一台联网主机分配网络层标识，区分网络号和主机号，依靠 ip 地址识别网络位置，和二层 mac 地址的物理标识区分开。

2 数据包封装与解封装：接收上层数据，添加 ip 头部，写入源 ip、目的 ip、ttl、协议号等字段，形成 ip 报文，到达目的主机之后剥离 ip 头部，把载荷交给上层协议。

3 路由转发：路由器读取 ip 头部里面的目的 ip，查询路由表，选择下一跳，把数据包转发到下一个网络，实现跨局域网、跨运营商网络传输。

4 分片与重组：当 ip 报文大小超过链路 mtu 的时候，ip 协议会把大报文拆分成多个分片，传输到目的主机之后，再把分片重新组装成完整原始报文。

5 ttl 生存时间控制：报文每经过一台路由器，ttl 数值减一，减到 0 就丢弃报文，防止数据包在网络里面无限循环转发，避免环路风暴。

6 协议标识：ip 头部里面的协议号字段，标记这个 ip 包里面封装的是 tcp、udp、icmp 还是其他上层协议，目的主机解封装之后可以正确交给对应协议处理。

ip 协议工作特点

ipv4 和 ipv6 对比

ipv4 地址是 32 位，地址总量有限，依靠 nat 缓解地址不足，头部结构简单，应用非常普及；ipv6 是 128 位地址，地址空间巨大，取消 nat，内置安全扩展，支持自动地址配置，解决 ipv4 地址枯竭问题，两者都属于 ip 协议体系。

ip 协议和相邻层关系

下层是数据链路层，比如以太网，负责同一段链路的帧传输；上层是传输层 tcp/udp，ip 协议作为中间层，屏蔽底层各种物理网络差异，不管底层是光纤、wifi、以太网，上层应用只需要关心 ip 地址，不用关心底层硬件，也就是常说的网络层异构网络互联。

常见误区

很多人误以为 ip 协议可以保证网络稳定不丢包，实际上 ip 本身是尽力而为，丢包、乱序都有可能，tcp 才会通过重传、滑动窗口保证可靠传输；还有人混淆 ip 协议和 ip 地址，ip 地址只是 ip 协议里面用来寻址的字段，ip 协议是整套报文转发规范。

ip 协议的作用，简单总结就是跨网寻址、封装报文、路由转发、分片重组，是互联网能够互联互通的基础协议，无连接尽力交付是它的核心设计思想，可靠性交给上层协议处理。

【常见问题】

问题 1 ip 协议的作用里面为什么说它是不可靠协议

回答 1 ip 协议的作用本身是尽力交付，不做确认重传，丢包不会自动恢复，所以 ip 协议的作用属于不可靠，可靠传输由上层 tcp 实现。

问题 2 ip 协议的作用和 mac 协议有什么区别

回答 1 ip 协议的作用是网络层跨网段逻辑寻址转发，mac 是数据链路层物理地址，只在同一个局域网链路生效，ip 协议的作用可以跨路由器，mac 不能跨网段。

问题 3 ip 协议的作用里面 ttl 字段是做什么的

回答 1 ip 协议的作用里面 ttl 是生存时间，每经过一台路由器减一，防止数据包环路永久转发，ttl 归零报文直接丢弃，是 ip 协议的重要机制。

问题 4 ipv6 是不是新的 ip 协议的作用

回答 1 ipv6 属于 ip 协议新版本，ip 协议的作用依旧是跨网寻址路由转发，ipv6 升级了地址长度，扩展能力，解决 ipv4 地址不够用的问题。

【免责申明】

本文内容仅作为 ip 协议的作用相关网络基础知识科普参考，内容基于 tcp/ip 标准原理，供学习备考使用，不涉及任何网络攻击相关操作指导。