<计算机网络自顶向下> Internet Protocol

本文详细解析了互联网中的网络层,包括IP数据报格式、头部信息、IP分片与重组、地址分类、子网概念、路由表与转发算法,以及IPv6的兴起、特点和与IPv4的区别,如NAT、流标签和多播组管理等。

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互联网中的网络层

IP数据报格式

  • ver: 四个比特的版本号(IPV4 0100, IPV6 0110)

  • headlen:head的长度(头部长度字段(IHL)指定了头部的长度,以32位字(4字节)为单位计算。这个字段的值乘以4就是头部的实际长度,因为每个值代表4个字节。所以,如果IHL字段的值为5,那么头部长度就是5 * 4 = 20字节,IP数据包头部最小长度是20所以这个headlen字段最小的值是5)

  • flgs字段是分片用的

  • upper layer: (该字段是8位长,就是protocol字段,它指示了数据部分所使用的上层协议类型。以下是一些常见协议类型的数值表示:1表示ICMP(Internet控制消息协议);6表示TCP(传输控制协议);17表示UDP(用户数据报协议))

  • 这里的Internet checksum是头部的校验和

  • Option:比如说有些option就是记录下途中每个路由器的地址

IP分片和重组(Fragmentation & Reassembly)

  • 网络链路有MTU(最大传输单元,是包括头部的)——链路层帧所携带的最大数据长度
    • 不同的链路类型
    • 不同的MTU
  • 大的IP数据报在网络上被分片(“fragmented”)
    • 一个数据报被封为若干个小的数据报(每个小的数据报必须都要加上头部)
      • 相同的ID
      • 不同的偏移量(以八个字节为单位偏移量)
      • 最后一个分片的fragflag标记为0,反之为1
    • “重组”旨在最终的目标主机进行(要是每个路由器都充足的话就太忙了)
    • 胖分组加入中间有分片没到就全扔了
    • IP头部的信息被用于表示,排序相关分片

IP编址

  • IP地址:32位标识,对主机或者路由器的接口编址(是标识接口点的而不是标识主机)
  • 接口:主机/路由器和物理链路的连接处
    • 路由器通常多个接口
    • 主机也有可能多个接口
    • IP地址和每个接口相关联
  • 一个IP地址和一个接口相关联

子网(Subnet) 

  • IP地址:
    • 子网部分(高位bits)
    • 主机部分(低位bits)
  • 什么
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