IP协议传送方式

物联网作为Internet延伸与扩展的网络，在其构建的过程中，对IP协议进行合理地引入是非常必要的。由于物联网中的物品之间需要进行信息通信，所以保证网络传输的畅通是最为基本的前提条件，IP地址缺乏成为制约企业物联网建设的关键性因素之一，而IPv6协议的出现给这一问题的解决提供了途径，这是因为IPv6有大量的地址空间。 [5] IP协议的优势在如下几个方面上体现：一是开放性。

IP协议由IETF(互联网工程任务组)负责规范，在这一前提下，使得IP协议具有了开放性的特点，该特点为IP协议的应用提供了广阔的空间。二是轻量级。各种轻量级IP协议栈的发布，为IP协议的推广应用奠定了坚实基础，可支持多种不同的应用场合。三是稳定性。在全球范围内IP协议得到广泛使用，这与其架构本身所具备的稳定性有着密不可分的关联。四是可扩展性。IPv6协议有着大量的地址空间，物联网连接的所有设备都能够分配到一个相应的IP地址。同时，IP可以为网络设备之间提供通信，整个过程无需转换网关，也不需要配置中间协议。正是因为IP协议所具备的上述特点和优势，使其在物联网建设中发挥着不可替代的作用，也奠定了不可动摇的地位目前，电视节目直播信号选择通过IP传输方式来实现，主要是依靠通信运营商的网络。直播信号经过发送端编码设备编码后形成能在通信网络中传输的数据流，并附加了接收端在通信网络中所对应的唯一IP地址，当数据流到达接收端，再通过解码设备解码生成所需的视音频信号。IP编解码设备接入通信网络的技术已经日趋成熟，接入网络的方式也变得越来越丰富，既能通过有线网络和无线WiFi接入，又可以使用移动数据4G网络接入。可以说，只要有网络覆盖，就能实现电视节目直播信号的IP传输。 [4] IP传输系统具有结构简单、安全高效以及传输成本低等特点，既能很好地作为传统电视直播信号传输方式的补充，又能在一定程度上降低节目制作的成本。同时，在我国通信技术不断发展、通信基础设施不断完善的背景下，电视直播信号基于IP网络的传输技术也会越来越成熟和完善。在传送IP信息包时，一定会指明源地址与目的地址。源地址当然只有一个，但是目的地址却可能代表单一或多部设备。根据目的地址的不同，区分为3种传送方式：单点传送、广播传送以及多点传送。 [2]

单点传送单点传送是一对一的传递模式。在此模式下，源端所发出的IP信息包，其IP报头中的目的地址代表单一目的设备，因此只有该目的设备能收到此IP信息包。在互联网上传送的信息包，绝大多数都是单点传送的IP信息包。广播传送广播传送是一对多的传递方式。在此方式下，源设备所发出的IP信息包，其IP报头中的目的地址代表某一网络，而非单一设备，因此该网络内的所有设备都能收到、并处理此类IP广播信息包。由于此特性，广播信息包必须小心使用，否则稍有不慎，便会波及该网络内的全部设备。多点传送多点传送是一种介于单点传送与广播传送之间的传送方式模式。多点传送也是属于一对多的传送方式，但是它与广播传送有很大的不同。广播传送必定会传送至某一个网络内的所有设备，但是多点传送却可以将信息包传送给一群指定的设备。即多点传送的IP信息包，其IP报头中的目的地址代表的是一群选定的设备。凡是属于这一群的设备都可收到此多点传送信息包。设置多点传送方式的原因是：假设我们要必须传送一份数据给网络上10部指定的设备。如果使用单点传送的方式，必须重复执行10次传送的操作才能达成目的，不仅没有效率，且浪费网络带宽。如果使用广播传送的方式，则指定网络中的所有(例如20部)计算机都会收到、且必须处理这些广播传送信息包，换言之，将影响到其他不相干的计算机。这时候，如果使用多点传送，便能避免单点传送与广播传送的问题。 [2] 多点传送非常适合传送一些即时共享的信息给一群用户，例如传送即时股价、多媒体影音信息等。不过，虽然在同一个网络内进行多点传送没有技术上的问题，但如果要通过互联网，则沿途的路由器必须都支持相关的协议才行，这也是多点传送所面临的瓶颈。

网际协议第4版(Internet Protocol version4，IPv4)是TCP/IP协议使用的数据报传输机制。数据报是一个可变长分组，有两部分组成：头部和数据。头部长度可由20~60个字节组成，该部分包含有与路由选择和传输有关的重要信息。头部各字段意义按顺序如下： [3] (1)版本(4位)：该字段定义IP协议版本，负责向处理机所运行的IP软件指明此IP数据报是哪个版本，所有字段都要按照此版本的协议来解释。如果计算机使用其他版本，则丢弃数据报。 [3] (2)头部长度(4位)：该字段定义数据报协议头长度，表示协议头部具有32位字长的数量。协议头最小值为5，最大值为15。 [3] (3)服务(8位)：该字段定义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。前3位成为优先位，后面4位成为服务类型，最后1位没有定义。这些8位字段用于分配优先级、延迟、吞吐量以及可靠性。 [3] (4)总长度(16位)：该字段定义整个IP数据报的字节长度，包括协议头部和数据。其最大值为65535字节。以太网协议对能够封装在一个帧中的数据有最小值和最大值的限制(46~1500个字节)。 [3] (5)标识(16位)：该字段包含一个整数，用于识别当前数据报。当数据报分段时，标识字段的值被复制到所有的分段之中。该字段由发送端分配帮助接收端集中数据报分段。 [3] (6)标记(3位)：该字段由3位字段构成，其中最低位(MF)控制分段，存在下一个分段置为1，否则置0代表该分段是最后一个分段。中间位(DF)指出数据报是否可进行分段，如果为1则机器不能将该数据报进行分段。第三位即最高位保留不使用，值为0。 [3] (7)分段偏移(13位)：该字段指出分段数据在源数据报中的相对位置，支持目标IP适当重建源数据。 [3] (8)生存时间(8位)：该字段是一种计数器，在丢弃数据报的每个点值依次减1直至减少为0。这样确保数据报拥有有限的环路过程(即TTL)，限制了数据报的寿命。 [3] (9)协议(8位)：该字段指出在IP处理过程完成之后，有哪种上层协议接收导入数据报。这个字段的值对接收方的网络层了解数据属于哪个协议很有帮助。 [3] (10)头部校验和(16位)：该字段帮助确保IP协议头的完整性。由于某些协议头字段的改变，这就需要对每个点重新计算和检验。计算过程是先将校验和字段置为0，然后将整个头部每16位划分为一部分，将个部分相加，再将计算结果取反码，插入到校验和字段中。 [3] (11)源地址(32位)：源主机IP地址，该字段在IPv4数据报从源主机到目的主机传输期间必须保持不变。 [3] (12)目的地址(32位)：目标主机IP地址，该字段在IPv4数据报从源主机到目的主机传输期间同样必须保持不变。