如何理解网络层取得源IP地址和目的IP地址的过程

[newdelphiboy]

最近在看OSI七层模型和TCP/IP四层模型中，有个问题一直无法理解。我想应该是我理解有错，走进某个误区了，请各位朋友指点一下，谢谢！
我的疑惑是：
根据OSI七层模型的概念，网络层的IP报头中的数据实际上应该就是传输层TCP/UDP数据包。但对于TCP/UDP包来说，只有源/目的端口的信息，没有源/目的IP地址的信息的。那么网络层的IP报头中源/目的IP地址的信息中如何得来的呢？
是不是在实际的网络编程中，传输层和网络层之间，除了传递TCP/UDP数据包，还会将上三层中存在的某些信息，比如源/目的IP地址的信息一起传递。网络层正是根据这些额外的信息进行路由和寻址工作？

请高手朋友详细指点下，谢谢。

[rategy]

你的理解也差不多拉。每一层上去信息会更多。层层加包的过程。

[anjuta_c]

源ip地址是由ip层进行ip选路时，自动添加到ip包头里边的；或者由客户端执行bind函数手工指定的。

目的ip地址是由connect或者sendto得到的。

至于网络层怎么得到这些ip地址，这就需要看tcp/ip协议的具体实现了；不过我猜想系统会在你创建socket句柄的时候分配一块内存，存放和这个socket句柄相关的地址信息，然后加入全局socket句柄链表，然后tcp/ip协议栈可以访问这个表，获取相应的ip

[ly]

楼上正解.
层层加协议的头部吧.

[newdelphiboy]

有没有朋友解析得清楚些？？

[bugebear3]

源IP是自己的IP,这个东东要获得是很EASY的.

目的IP应该是通过操作来获得的吧,例如https://192.168.0.1,这里的IP就是目的IP.

[radiumhuang]

我觉得你可能是走进这样的误区了，就是觉得TCP/UDP这层只有源端口，目标端口没办法在网际寻址（因为没有IP地址），对吧？

如果是这样，你是把逻辑层次的通信和物理层次的通信混淆了。当程序需要解析到端口这个层次的时候，数据包已经是到达了目标主机。从7层模型上看或者从TCP/IP的4层上看似乎每个层次都是直接通信的。但实际上在网络通信过程中每个层次都有相应的设备和程序来处理该层次的地址的。

以TCP/IP为例子，其数据包从源主机的网卡出发，进入路由器的网卡，经路由器寻址后从路由器的另一个网卡送出去，不断在路由器间接力直到进入目标主机的网卡。其间主机网卡和路由器网卡均只解析物理层的地址，负责同一网段间的传递。实际上物理层的地址每过一个网关就会变更一次。而路由器里面的路由选择程序则解析包里面的IP地址，并负责将数据最终传递到目标主机所在的网络。最后目标主机收到这个数据包，此时对于目标主机而言已经不存在什么寻址问题，IP地址只是用来识别源主机并用于返回数据。而端口则在这时起作用，用来将数据转给适当的应用程序。这样在TCP/UDP层只看到端口并没有什么困扰，因为数据已经到达。在这个层次上的程序就好像直接通过端口通信了。当然了为了唯一地识别出网上对应的应用程序整个地址描述还是需要加上对方的IP地址的。不过这个地址也是在数据包中，可以随时得到。

[wanderfox]

网络层的IP报头中的数据实际上应该就是传输层TCP/UDP数据包。但对于TCP/UDP包来说，只有源/目的端口的信息，没有源/目的IP地址的信息的。

这么理解正确阿，在七层模型或者四层模型中，位于上层的信息是使用下层尽心为它服务的。就是说传输层利用网络层来为它服务。而数据链路层为传输层服务。数据链路层用MAC地址区别机器（或者叫接口interface），网络层是按照IP地址来划分不同的机器(接口)，而到了传输层，则根据端口号来区分不同的应用，比如http应用就用80端口，ftp用21端口

那么网络层的IP报头中源/目的IP地址的信息中如何得来的呢？
在网络编程中，你可以使用socket编程，编程时可以置顶某一个IP地址，也可以指定任意（IPADDR_ANY）地址，系统会根据你的设置给你的报文中网络层相应的本地地址（LocalhostIP）赋值，而目的地址则是你写程序时要指定的。

不知道这么说有没有说清楚，呵呵

[starshift]

数据包不是还有IP头部么？IP头部下面就是IP层的信息啊，源IP地址，目的IP地址，IP协议版本。
然后才是TCP UDP 和ICMP啊， 这个有这么难么？

[poson_gd]

学习了，

[UltraBejing]

不知,帮顶

[knowledge_Is_Life]

接分先！

[longfei_007]

typedef struct _IP
{
BYTE Version:4; // 4位字段，指出当前使用的 IP 版本
BYTE HdrLen:4; // IHL,指数据报协议头长度，具有32位字长。指向数据起点。正确协议头最小值为5。
BYTE ServiceType; // 服务类型,指出上层协议对处理当前数据报所期望的服务质量，
//并对数据报按照重要性级别进行分配。这些8位字段用于分配优先级、
//延迟、吞吐量以及可靠性。
WORD TotalLen; // 指定整个 IP 数据包的字节长度，包括数据和协议头。
//其最大值为65,535字节。典型的主机可以接收576字节的数据报。
WORD ID; // 包含一个整数，用于识别当前数据报。该字段由发送端分配帮助接收端集中数据报分片。
//BYTE Flags:3; // 由3位字段构成，其中低两位（最不重要）控制分片。
//低位指出数据包是否可进行分片。
//中间位指出在一系列分片数据包中数据包是否是最后的分片。第三位即最高位不使用。
WORD FragOff; // 13位字段，指出与源数据报的起始端相关的分片数据位置，
//支持目标IP适当重建源数据报。
BYTE TimeToLive; // 是一种计数器，在丢弃数据报的每个点值依次减1直至减少为0。
//这样确保数据包无止境的环路过程。
BYTE Protocol; // 指出在 IP 处理过程完成之后，有哪种上层协议接收导入数据包。
WORD HdrChksum; // 帮助确保 IP 协议头的完整性。由于某些协议头字段的改变，
//如生存期（Time to Live），这就需要对每个点重新计算和检验。
//Internet 协议头需要进行处理。
DWORD SrcAddr; // 源地址
DWORD DstAddr; // 目的地址
// DWORD Options; // 允许 IP 支持各种选项，如安全性。
} IP;
这个是IP报文的报文头，网络协议每一层都需要对自己一层进行负责吧。这些是他自己的东西，当然在IP层的处理中进行处理。自己获得，至于具体的获得方式是属于IP协议的实现，不需要我们应用层关心的话题

[paperplane1985]

从传输层到链路层 虽然每过一层都加一个报头 实际上却是个脱壳的过程
传输层报头带有 IP+端口
到了网络层就剩下IP 和 MAC地址了
到了链路运就剩下下一个主机/路由的MAC了 这样本地就可以向主机/路由 传输比特流吧

[yanghehong]

To paperplane1985:

传输层报头没有IP吧。下面是RFC793第15页上的TCP header：
×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
TCP Header Format
0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Source Port | Destination Port |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Sequence Number |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Acknowledgment Number |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Data | |U|A|P|R|S|F| |
| Offset| Reserved |R|C|S|S|Y|I| Window |
| | |G|K|H|T|N|N| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Checksum | Urgent Pointer |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Options | Padding |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| data |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
TCP Header Format
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××

-千里

[yanghehong]

To Alligator:

这是IP层和上面传输层之间的接口的问题。

这么理解吧。IP层能干什么事呢？你给IP层 数据和目标地址，它会将数据往目标送。那么TCP想让IP层给它传数据，那么除了给IP一个TCP包之外，自然也要告诉它IP地址，至于这个IP地址怎么来，自然要从TCP上面的应用中来。


下面是IP协议RFC791上面的一段说明：
×××××××××××××××××××××××××××××××××
For example, a TCP module would call on the internet module to take a
TCP segment (including the TCP header and user data) as the data
portion of an internet datagram. The TCP module would provide the
addresses and other parameters in the internet header to the internet
module as arguments of the call.
××××××××××××××××××××××××××××××××

[somethingels]

我和楼主存在同样的疑问。楼上大部分朋友都没清楚楼主问的重点。楼主可以看一下rfc791和rfc793中的interface部分。其中，rfc791中有这么一段：
This protocol is called on by host-to-host protocols in an internet
environment. This protocol calls on local network protocols to carry
the internet datagram to the next gateway or destination host.

For example, a TCP module would call on the internet module to take a
TCP segment (including the TCP header and user data) as the data
portion of an internet datagram. The TCP module would provide the
addresses and other parameters in the internet header to the internet
module as arguments of the call. The internet module would then
create an internet datagram and call on the local network interface to
transmit the internet datagram.
可见，ip中的源地址和目的地址应该是tcp传给ip的。而应用程序与tcp以及ip应该是层层调用的关系，以下是rfc793中的一段：
The interface between an application process and the TCP is
illustrated in reasonable detail. This interface consists of a set of
calls much like the calls an operating system provides to an
application process for manipulating files. For example, there are
calls to open and close connections and to send and receive data on
established connections.

[一半乐事]

刚写了一大段，没来得及回复结果IE崩溃，恨死微软了。
简单说下吧，楼上的好多朋友根本没讲到重点，其实很简单：
数据包不可能是从物理层发起的，都是由应用层发起，一步步到达物理层后，虽然在物理层上只是一些电平信号，但整个包在逻辑上已经产生了(在不同层次有不同的表现形式)。
2层在传输数据帧的时候，这个帧并不是由2层生成的，而是由上层TCP或UDP分割即有的包含IP信息的IP包而生成的，因此，在传输到达目的地后，TCP还会将其组合起来，复原成原来的IP包，因此严格上来说，2层到3层不是加上了IP信息，实现就是把本来就包含IP信息包组合起来而已。
同样，网络到应用层也是这个道理，比如FTP，FTP协议把自己的信息封装到IP包以21号端口传递，3层是不知道21有什么用的，到达目的地后，目标的应用层FTP按相应规则处理21端口的包，就实现的文件的上传下载。

总结，网络的各层自行负责向下层解释如何处理。而下层并不具备向上层提供上层包的能力，各层次间的数据包，是由各层次自己处理完成的。

[tonywangm]

TCP/IP协议簇每层的功能分的很清楚，各自负责实现自己的功能；TCP层负责端口，IP层负责IP地址，

[race condition]

[Quote=引用 16 楼 yanghehong 的回复:]
To Alligator:

这是IP层和上面传输层之间的接口的问题。

这么理解吧。IP层能干什么事呢？你给IP层 数据和目标地址，它会将数据往目标送。那么TCP想让IP层给它传数据，那么除了给IP一个TCP包之外，自然也要告诉它IP地址，至于这个IP地址怎么来，自然要从TCP上面的应用中来。


下面是IP协议RFC791上面的一段说明：
×××××××××××××××××××××××××××××××××
For example, a TCP module would call on the internet modu…
[/Quote]

顶了

应用层也有很多协议，应用层传下来的数据也是有格式的。我接触过一种信令协议（sip），它属于一种应用层协议，在sip的header中就有ip字段和端口字段，而且还可以选择使用哪种传输层协议（TCP还是udp）。应用层的这些信息到传输层后，传输层会按照应用层的要求选择传输层协议，然后添加协议头，发送到ip层。以此类推，ip层的ip地址肯定是传输层传下来的。是传输层获取应用层的ip信息后，以某种方式告诉了ip层。

[Willson_LEE]

[Quote=引用 7 楼 的回复:]
网络层的IP报头中的数据实际上应该就是传输层TCP/UDP数据包。但对于TCP/UDP包来说，只有源/目的端口的信息，没有源/目的IP地址的信息的。

这么理解正确阿，在七层模型或者四层模型中，位于上层的信息是使用下层尽心为它服务的。就是说传输层利用网络层来为它服务。而数据链路层为传输层服务。数据链路层用MAC地址区别机器（或者叫接口interface），网络层是按照IP地址来划分不同的机器(……
[/Quote]

七楼的意思我想问一下一个特殊情况：当我发送的socket绑定到一个IP为0的网卡时，这时发送出去的数据包源IP是什么呢？（这是一个多网卡系统 其他的网卡的IP有设置）