计算机网络网络层之IP协议（1）——IP数据报

TIPS：大部分知识出自哈尔滨工业大学李全龙老师的课程讲解。

Internet网络层

IP数据报（分组）格式

版本号字段占4位：IP协议的版本号
- E.g. 4→IPv4，6 →IPv6
首部长度字段占4位：IP分组首部长度
- 以4字节为单位
- E.g. 5→IP首部长度为20（5x4）字节
服务类型（TOS）字段占8位：指示期望获得哪种类型的服务
- 1998年这个字段改名为区分服务
- 只有在网络提供区分服务（DiffServ）时使用
- 一般情况下不使用，通常IP分组的该字段（第2字节）的值为00H
总长度字段16位：IP分组的总字节数（首部+数据）
- 最大IP分组的总长度：65535B
- 最小的IP分组首部：20B
- IP分组可以封装的最大数据：65535-20=65515B

TIPS：标识、标志位、片偏移下节发给出解释。

生存时间（TTL）字段占8位：IP分组在网络中可以通过的路由器数（或跳步数）
- 路由器转发一次分组，TTL减1
- 如果TTL=0，路由器则丢弃该IP分组（通常情况下，此时该转发路由的设备会向源主机发送一个ICMP报文）。
协议字段占8位：指示IP分组封装的是哪个发协议的数据报
- 实现复用/分解
- E.g. 6为TCP，表示封装的为TCP段；17为UDP，表示封装的是UDP数据报。
首部校验和字段占16位：实现对IP分组首部的差错检测
- 计算校验和时，该字段置全0
- 采用反码算数运算求和，和的反码作为首部校验和字段
- 逐跳计算、逐跳校验
源IP地址、目的IP地址字段各占32位：分别标识发送分组的源主机/路由器（网络接口）和接收分组的目的主机/路由器（网络接口）的IP的地址。
选项字段占长度可变，范围在1~40B之间：携带安全、源选路径、时间戳和路由记录等内容
- 实际上很少被使用
填充字段占长度可变，范围在0~3B之间：目的是补齐整个首部，符合32位对齐，即保证首部长度是4字节的倍数。

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