IP详解

IP协议 位于Internet 的网络层
IP协议分为IPv4 与 IPv6

IPv4

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版本号：
表示IP版本 IPv4 or IPv6
首部长度：
表示IP头长度 值得注意的是只占4位，总共可表示长度为15，所以IP中需要给首部长度乘以4用来得到真实的首部长度
服务类型：
网络提供区分服务时使用
总长度：
表示IP数据报所占字节数 这里一共是16位 最大65535字节，减去头部20字节，最大数据字节数为65515
标识：
用于标识一个IP数据报，产生一个就++，所以不同主机之间产生的标识有可能相同，单纯标识无法作为标识IP数据报的唯一标识，需要配合源IP地址与目的IP地址
标志位：
占3字节，首字节保留 第二个字节为DF 表示是否可以分片 0可以分片 1不能分片 第三个字节MF 0为没有分片或者是最后一片 1表示此IP数据报是分片
片偏移：
表示IP数据报分片封装与原IP数据报数据的相对偏移位置，片偏移只有13个字节，而总长度是16个字节，片偏移无法包含总长度，所以片偏移单位是8个字节，片偏移*8 = 真实偏移字节数 （所以分片数据都要以8为单位）
生存时间（TTL）：
确保该数据包不会永远在网络中游荡，每经过一个路由器（或一个跳步）TTL-1
当TTL 等于 0 时，路由器丢弃该数据包，同时通过ICMP协议发送消息给源主机
协议：
表示使用的上次协议是什么，TCP 为 6 ，UDP为17 通过该字段实现IP的多路复用与多路分用
首部校验和：
利用校验和实现对IP数据报首部的差错检测，计算校验和时，将该字段置为0，计算完成后在填进去，计算方法，整个首部字段以16位对齐，执行算数加，溢出位往最低位补，得到的和取反码
源IP地址：
发出IP数据报的源主机地址
目的IP地址：
接受IP数据报的目的主机地址
选项长度：
扩展字段，可以携带安全，源选路径，时间戳，路由记录等内容
填充
保证首部长度为4的倍数，填充0~3个字段（保证首部长度正确性）

一般IP数据报首部不带选项与填充 所以所占字节数为 20 字节

IP数据报分片

MTU：
数据链路层协议帧最大传输单元，意思就是下层传输不了IP数据报65535的字节数，以太网可以承载的最大长度为1500字节，既然没法传输这么大的，那么只能分成一个个小的了，路由器负责分片，不负责重组，重组由目的主机进行重组（性能考虑）

IP数据报分片时，分片的协议版本，标识，源IP地址，目的IP地址全部继承原IP数据报，最后一个分片MF 标志位 设为 0，其他分片MF 字段设为 1
除最后一个分片外，其他分片都为MTU 允许的最大分片，最大分片数据字节数是8的倍数 因为片偏移的原因

IPv4 编址

Internet中路由器和主机的接口都必须具有唯一的IP地址，IP地址数与网络接口数相同，比如主机可以同时使用以太网接口与802.11（无线）连接 Internet，此时主机就拥有两个IP地址

IP地址表示法
二进制标记法：11000000 10000001 11100000 00000001
点分十进制标记法：192.168.1.101 （每八位用十进制标识，点号隔开）
十六进制标记法：0xC0A80165

IP地址不能随意分配，不方便路由聚合，容易造成路由表（转发表）内容太多
IP子网由此而生

IP子网

IP子网相当于为网络地址引入了层次概念
将IP地址划分为两个部分
NetID + HostID
NetID 用于描述主机所归属的网络
子网就是NetID 相同的设备接口，不跨越路由器可以彼此物理联通的接口，组成LAN(局域网)