IP協(xié)議傳送方式

物聯(lián)網(wǎng)作為Internet延伸與擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，在其構(gòu)建的過(guò)程中，對(duì)IP協(xié)議進(jìn)行合理地引入是非常必要的。由于物聯(lián)網(wǎng)中的物品之間需要進(jìn)行信息通信，所以保證網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臅惩ㄊ亲顬榛镜那疤釛l件，IP地址缺乏成為制約企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵性因素之一，而IPv6協(xié)議的出現(xiàn)給這一問(wèn)題的解決提供了途徑，這是因?yàn)镮Pv6有大量的地址空間。 [5] IP協(xié)議的優(yōu)勢(shì)在如下幾個(gè)方面上體現(xiàn)：一是開(kāi)放性。

IP協(xié)議由IETF(互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組)負(fù)責(zé)規(guī)范，在這一前提下，使得IP協(xié)議具有了開(kāi)放性的特點(diǎn)，該特點(diǎn)為IP協(xié)議的應(yīng)用提供了廣闊的空間。二是輕量級(jí)。各種輕量級(jí)IP協(xié)議棧的發(fā)布，為IP協(xié)議的推廣應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，可支持多種不同的應(yīng)用場(chǎng)合。三是穩(wěn)定性。在全球范圍內(nèi)IP協(xié)議得到廣泛使用，這與其架構(gòu)本身所具備的穩(wěn)定性有著密不可分的關(guān)聯(lián)。四是可擴(kuò)展性。IPv6協(xié)議有著大量的地址空間，物聯(lián)網(wǎng)連接的所有設(shè)備都能夠分配到一個(gè)相應(yīng)的IP地址。同時(shí)，IP可以為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間提供通信，整個(gè)過(guò)程無(wú)需轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，也不需要配置中間協(xié)議。正是因?yàn)镮P協(xié)議所具備的上述特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，使其在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中發(fā)揮著不可替代的作用，也奠定了不可動(dòng)搖的地位目前，電視節(jié)目直播信號(hào)選擇通過(guò)IP傳輸方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要是依靠通信運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)。直播信號(hào)經(jīng)過(guò)發(fā)送端編碼設(shè)備編碼后形成能在通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流，并附加了接收端在通信網(wǎng)絡(luò)中所對(duì)應(yīng)的唯一IP地址，當(dāng)數(shù)據(jù)流到達(dá)接收端，再通過(guò)解碼設(shè)備解碼生成所需的視音頻信號(hào)。IP編解碼設(shè)備接入通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，接入網(wǎng)絡(luò)的方式也變得越來(lái)越豐富，既能通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線WiFi接入，又可以使用移動(dòng)數(shù)據(jù)4G網(wǎng)絡(luò)接入?？梢哉f(shuō)，只要有網(wǎng)絡(luò)覆蓋，就能實(shí)現(xiàn)電視節(jié)目直播信號(hào)的IP傳輸。 [4] IP傳輸系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全高效以及傳輸成本低等特點(diǎn)，既能很好地作為傳統(tǒng)電視直播信號(hào)傳輸方式的補(bǔ)充，又能在一定程度上降低節(jié)目制作的成本。同時(shí)，在我國(guó)通信技術(shù)不斷發(fā)展、通信基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善的背景下，電視直播信號(hào)基于IP網(wǎng)絡(luò)的傳輸技術(shù)也會(huì)越來(lái)越成熟和完善。在傳送IP信息包時(shí)，一定會(huì)指明源地址與目的地址。源地址當(dāng)然只有一個(gè)，但是目的地址卻可能代表單一或多部設(shè)備。根據(jù)目的地址的不同，區(qū)分為3種傳送方式：?jiǎn)吸c(diǎn)傳送、廣播傳送以及多點(diǎn)傳送。 [2]

單點(diǎn)傳送單點(diǎn)傳送是一對(duì)一的傳遞模式。在此模式下，源端所發(fā)出的IP信息包，其IP報(bào)頭中的目的地址代表單一目的設(shè)備，因此只有該目的設(shè)備能收到此IP信息包。在互聯(lián)網(wǎng)上傳送的信息包，絕大多數(shù)都是單點(diǎn)傳送的IP信息包。廣播傳送廣播傳送是一對(duì)多的傳遞方式。在此方式下，源設(shè)備所發(fā)出的IP信息包，其IP報(bào)頭中的目的地址代表某一網(wǎng)絡(luò)，而非單一設(shè)備，因此該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有設(shè)備都能收到、并處理此類IP廣播信息包。由于此特性，廣播信息包必須小心使用，否則稍有不慎，便會(huì)波及該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的全部設(shè)備。多點(diǎn)傳送多點(diǎn)傳送是一種介于單點(diǎn)傳送與廣播傳送之間的傳送方式模式。多點(diǎn)傳送也是屬于一對(duì)多的傳送方式，但是它與廣播傳送有很大的不同。廣播傳送必定會(huì)傳送至某一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有設(shè)備，但是多點(diǎn)傳送卻可以將信息包傳送給一群指定的設(shè)備。即多點(diǎn)傳送的IP信息包，其IP報(bào)頭中的目的地址代表的是一群選定的設(shè)備。凡是屬于這一群的設(shè)備都可收到此多點(diǎn)傳送信息包。設(shè)置多點(diǎn)傳送方式的原因是：假設(shè)我們要必須傳送一份數(shù)據(jù)給網(wǎng)絡(luò)上10部指定的設(shè)備。如果使用單點(diǎn)傳送的方式，必須重復(fù)執(zhí)行10次傳送的操作才能達(dá)成目的，不僅沒(méi)有效率，且浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)帶寬。如果使用廣播傳送的方式，則指定網(wǎng)絡(luò)中的所有(例如20部)計(jì)算機(jī)都會(huì)收到、且必須處理這些廣播傳送信息包，換言之，將影響到其他不相干的計(jì)算機(jī)。這時(shí)候，如果使用多點(diǎn)傳送，便能避免單點(diǎn)傳送與廣播傳送的問(wèn)題。 [2] 多點(diǎn)傳送非常適合傳送一些即時(shí)共享的信息給一群用戶，例如傳送即時(shí)股價(jià)、多媒體影音信息等。不過(guò)，雖然在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進(jìn)行多點(diǎn)傳送沒(méi)有技術(shù)上的問(wèn)題，但如果要通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，則沿途的路由器必須都支持相關(guān)的協(xié)議才行，這也是多點(diǎn)傳送所面臨的瓶頸。

網(wǎng)際協(xié)議第4版(Internet Protocol version4，IPv4)是TCP/IP協(xié)議使用的數(shù)據(jù)報(bào)傳輸機(jī)制。數(shù)據(jù)報(bào)是一個(gè)可變長(zhǎng)分組，有兩部分組成：頭部和數(shù)據(jù)。頭部長(zhǎng)度可由20~60個(gè)字節(jié)組成，該部分包含有與路由選擇和傳輸有關(guān)的重要信息。頭部各字段意義按順序如下： [3] (1)版本(4位)：該字段定義IP協(xié)議版本，負(fù)責(zé)向處理機(jī)所運(yùn)行的IP軟件指明此IP數(shù)據(jù)報(bào)是哪個(gè)版本，所有字段都要按照此版本的協(xié)議來(lái)解釋。如果計(jì)算機(jī)使用其他版本，則丟棄數(shù)據(jù)報(bào)。 [3] (2)頭部長(zhǎng)度(4位)：該字段定義數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議頭長(zhǎng)度，表示協(xié)議頭部具有32位字長(zhǎng)的數(shù)量。協(xié)議頭最小值為5，最大值為15。 [3] (3)服務(wù)(8位)：該字段定義上層協(xié)議對(duì)處理當(dāng)前數(shù)據(jù)報(bào)所期望的服務(wù)質(zhì)量，并對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)按照重要性級(jí)別進(jìn)行分配。前3位成為優(yōu)先位，后面4位成為服務(wù)類型，最后1位沒(méi)有定義。這些8位字段用于分配優(yōu)先級(jí)、延遲、吞吐量以及可靠性。 [3] (4)總長(zhǎng)度(16位)：該字段定義整個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)的字節(jié)長(zhǎng)度，包括協(xié)議頭部和數(shù)據(jù)。其最大值為65535字節(jié)。以太網(wǎng)協(xié)議對(duì)能夠封裝在一個(gè)幀中的數(shù)據(jù)有最小值和最大值的限制(46~1500個(gè)字節(jié))。 [3] (5)標(biāo)識(shí)(16位)：該字段包含一個(gè)整數(shù)，用于識(shí)別當(dāng)前數(shù)據(jù)報(bào)。當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)分段時(shí)，標(biāo)識(shí)字段的值被復(fù)制到所有的分段之中。該字段由發(fā)送端分配幫助接收端集中數(shù)據(jù)報(bào)分段。 [3] (6)標(biāo)記(3位)：該字段由3位字段構(gòu)成，其中最低位(MF)控制分段，存在下一個(gè)分段置為1，否則置0代表該分段是最后一個(gè)分段。中間位(DF)指出數(shù)據(jù)報(bào)是否可進(jìn)行分段，如果為1則機(jī)器不能將該數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行分段。第三位即最高位保留不使用，值為0。 [3] (7)分段偏移(13位)：該字段指出分段數(shù)據(jù)在源數(shù)據(jù)報(bào)中的相對(duì)位置，支持目標(biāo)IP適當(dāng)重建源數(shù)據(jù)。 [3] (8)生存時(shí)間(8位)：該字段是一種計(jì)數(shù)器，在丟棄數(shù)據(jù)報(bào)的每個(gè)點(diǎn)值依次減1直至減少為0。這樣確保數(shù)據(jù)報(bào)擁有有限的環(huán)路過(guò)程(即TTL)，限制了數(shù)據(jù)報(bào)的壽命。 [3] (9)協(xié)議(8位)：該字段指出在IP處理過(guò)程完成之后，有哪種上層協(xié)議接收導(dǎo)入數(shù)據(jù)報(bào)。這個(gè)字段的值對(duì)接收方的網(wǎng)絡(luò)層了解數(shù)據(jù)屬于哪個(gè)協(xié)議很有幫助。 [3] (10)頭部校驗(yàn)和(16位)：該字段幫助確保IP協(xié)議頭的完整性。由于某些協(xié)議頭字段的改變，這就需要對(duì)每個(gè)點(diǎn)重新計(jì)算和檢驗(yàn)。計(jì)算過(guò)程是先將校驗(yàn)和字段置為0，然后將整個(gè)頭部每16位劃分為一部分，將個(gè)部分相加，再將計(jì)算結(jié)果取反碼，插入到校驗(yàn)和字段中。 [3] (11)源地址(32位)：源主機(jī)IP地址，該字段在IPv4數(shù)據(jù)報(bào)從源主機(jī)到目的主機(jī)傳輸期間必須保持不變。 [3] (12)目的地址(32位)：目標(biāo)主機(jī)IP地址，該字段在IPv4數(shù)據(jù)報(bào)從源主機(jī)到目的主機(jī)傳輸期間同樣必須保持不變。