网络层（二）IP数据报和IP分片

1. ICMP协议
   网络层设备在转发分组过程中，可能会有一些错误，有时候需要将这些信息反馈给其他设备，发送这些信息遵循ICMP协议（互联网控制协议），ICMP协议在一定程度上可以看作是IP协议的伴随协议。

2.IP数据报的格式

IP数据报的格式

• 版本号：4 bit，如4表示ipv4，6表示ipv6
• 首部长度：4 bit，单位是4B（一行），也就是首部最多15行，60B
• 服务类型：指示期望获得哪种类型的服务，比如期望该IP数据报优先转发、延后转发等。1998年，这个字段改名叫“区分服务”，只有当网络提供区分服务时才有用，目前ipv4下的大多数网络并不提供此服务。
• 总长度：整个IP数据报的长度，最大值是65535，单位是B。除去典型的头部长度20B，因此一个IP数据报的数据部分最大是65515B
• 标识、标志位、片偏移是用来分片的，后面介绍
• 生存时间：IP分组在网络中可以通过的路由器数（跳步数）。一个IP分组在创建的时候就设置了一个TTL。路由器在转发IP分组时，需要修改该值，将它-1。当路由器将该值-1后等于0，路由器就把这个分组扔掉。同时向源主机发送一个ICMP报文。
• 协议：IP分组封装的是哪个协议的数据，如TCP/UDP/SMP
• 首部校验和：只对首部进行校验，和UDP的校验和是同一种方法生成的。检验时这个校验和参与运算，重新生成校验和，如果得到的值全是1，表示未发生错误。因为TTL每次转发都会被修改，所以校验和每次转发也应该修改。

3.IP数据包分片
链路层封装的数据帧大小是有上限的，允许的最大传输单元称MTU。不同链路的MTU不同。当IP数据包大小超限时，就需要一分为多，这就是分片。
从链路1到链路2，假如MTU降低的话，很可能就要分片，分片后中间结点就不再组装，以免后面又要再次分。最终由目的主机完成组装。

• 标识：16 bit，标识一个分组。分片继承原分组的标识号
• 标志位：3 bit
• 片偏移：13 bit，一个ip分组分片，来描述相对原分组的偏移量。也就是当前分片的第一个首字节是在原分组中的位置，但是因为只有13 bit，因此单位是8字节。

标志位

分片过程：

分片过程 分片过程 分片过程