IP协议是TCP协议栈中的核心协议，也是网络编程的基础之一。
网络层概述
IP服务特点:
IP协议为上层协议提供无状态，无连接，不可靠的服务。
- 无状态：IP通信双方不同步状态传输信息，因此所有IP数据报的发送和接收都是相互独立的，这样也就造成了它无法处理乱序，重复的IP数据报。相对于面向连接而设定的，例如TCP协议，它能够自己处理乱序，重复的报文段。他递交给上层的内容绝对是有序的正确的。但是IP协议的状态也是有优点的，它简单高效，因为我们无需为保证它的状态而分配一些内核数据结构。
- 无连接：通信双方都不长久的维持对方的任何信息，那么就需要上层协议去指定传输的IP地址。
- 不可靠服务：不可靠指的是IP协议不能保证IP数据报完整并且准确的到达接收端。因此使用IP的上层协议需要自己做数据确认，超时重传等可靠传输机制。
IPv4头部结构:
图一：
IPv4头部结构包含20个字节。另外最多包含40个选项字节。
- 4位版本号：指定IP协议的版本
- 4位头部长度：标识有多少个四字节。
- 8位服务类型（TOS）：包括一个3位的优先权字段（现在已经被忽律），4位TOS字段（最小延时，最大吞吐量，最高可靠性，最小费用），1位保留字段。以上信息决定了IP协议的可弹性。
- 16位总长度（字节数）：整个IP数据报的长度。就是说IP数据报的最大程度就是2^16－1。因为MTU的限制。最大传输不可能达到这个值。
＝＝＝＝＝＝分片传输实现原理＝＝＝＝＝＝＝＝＝
- 16位标识别：唯一标识主机发送的每一个数据报。初始值有系统随机生成。每发送一个数据报，该值就＋1.因此同一个数据报的分片都具有相同的标识值
- 3位标志：
（1）第一位是有保留的
（2）第二位表示禁止分片（如果对这位进行了设置，IP模块将不会对数据报进行分片，所以可以想象一下我们刚才提到的，如果这个数据报的长度超过MTU，这段数据报就会被丢弃，返回ICMP差错报文）
（3）第三位表示等多分片（除了IP数据报的最后一个分片外，其他分片都设置为1）。
- 13位偏移：是分片相对原始IP数据报开始处的偏移。
这三个字段协同工作行形成了IP分段的功能。
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- 8位生存时间（TTL）：它是数据报到达目的地前允许经过的路由跳数。在发送过程中，每经过一个路由，该值就减1.当TTL位0时，路由器会丢弃这个数据报，返回ICMP差错报文。它可以防止数据陷入路由循环。
- 8位协议涌来区分上层协议。ICMP位1，TCP为6，UDP位17
- 16位头部校验和：它是由发送端进行填充。接收端对其进行CRC校验算法，来检验头信息在传输过程中是否被损坏。
- 32位原端IP：表示发送端IP
- 32位目的IP：表示接受端IP
- IPv4头部可变长的选项部分，最多包含401个字节，可选的IP选项包括：（1）纪录路由，（2）时间戳，（3）松散源路由选择，（4）严格路由选择 （这些的介绍会在以后进行分享）
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时间： 2024-07-29 23:14:03