TCP/IP-学习笔记2 - IP网络协议

一、引言

IP协议是TCP/IP协议族中最核心的协议。所有TCP、UDP、ICMP、IGMP都是以ip协议报文来传输。

IP协议不提供 可靠、和是否连接的状态。  

1. 对于发生错误，ip协议直接丢弃该数据，然后发送ICMP消息给信源端。可靠性要求由上层（如TCP）解决
2. 每个IP数据报是相互独立的，可以不按顺序发

二、报文

* IP报文头部一共20个字节（不含选项）。传输时候采用大端字节传输。

* 4位版本号： 4 代表IP v4. 

* 4位首部长度 ：代表整个首部的长度（包含版本） 

     为什么说最长是60个字节呢？

     2的4次方 从0-15， 最大就是15个单位，但这里单位是按4个字节计算。所有是15 * 4 = 60

* 8位服务类型： 目前基本上没有使用。有需要了解的再查资料

* 16位总长度：描述的这个IP报文的长度。 最大6 5 5 3 5， 但一般会做切片

* 16位标识：通常与标记字段和分片偏移字段一起用于IP报文的分片。

• 当原始报文大小超过MTU，那么就必须将原始数据进行分片。每个被分片的报文大小不得超过MTU，而这个字段还将在同一原始文件被分片的报文上打上相同的标记，一边接收设备可以识别出属于同一个报文的分片
• IP报文在传输过程中可能会多次分片，IP报文分片再传输过程中只会越分越小，不会组装，组装统一在对端主机的IP层进行
• IP层不保证IP报文之间有序。但是对端主机在IP层会拼装IP报文分片，形成一个完整的IP报文后上传。拼装过程其实就是对IP报文分片进行收集、排序的过程。

* 3位标记字段： 

1. 第1位没有被使用
2.  第2位D是不分片位（DF），Do not fragment，顾名思义，不要分片，当DF位设置为1时，表示路由器不能对报文进行分片处理
3.  第3位M表示还有后继分片（MF），More fragment，多分片，当路由器对报分进行分片时，除了最后一个分片的MF位设置为0外，其他所有分片的MF位均设置1，以便接收者直到收到MF位为0的分片为止 

* 片偏移位：代表这段报文在分组的顺序

* TTL（time to live）：8位生存时间， 也就是跳数的大小，即数据包能传多少跳 

• 它指定了数据报的生存时间。TTL的初始值由源主机设置(通常为32或64)，一旦经过一个处理它的路由器，它的值就减去1。当该字段的值为0时，数据报就被丢弃，并发送ICMP报文通知源主机
• 防止路由成环时，ip被无限转发

* 协议：标识出传输层的地址或协议号，也就是说表示数据要进行什么样的上层服务，应该交给自己上一层的哪个协议

 1: ICMP， 2: IGMP，4:IP，6:TCP， 17:UDP  41:IPv6

* 首部校验和： 只校验首部数据内容， 数据部分交给数据部分自己处理

* 源IP地址：

* 目标IP地址：

* 选项：是数据报中的一个可变长的可选信息

•安全和处理限制(用于军事领域，详细内容参见RFC1108[Kent1991])
•记录路径(让每个路由器都记下它的IP地址)
•时间戳(让每个路由器都记下它的IP地址和时间)
•宽松的源站选路(为数据报指定一系列必须经过的IP地址)
•严格的源站选路(与宽松的源站选路类似，但是要求只能经过指定的这些地址，不能经过其他的地址)。
这些选项很少被使用，并非所有的主机和路由器都支持这些选项。
选项字段一直都是以32bit作为界限，在必要的时候插入值为0的填充字节。这样就保证
IP首部始终是32bit的整数倍(这是首部长度字段所要求的)。