网络层协议——IP协议

1、IP协议的特点：无状态、无连接、不可靠

无状态：指IP通信双方不同步传输数据的状态信息，因此所有IP数据报的发送、传输和接收都是相互独立、没有上下文关系的。

无连接：指IP通信双方都不长久的维持对方的任何信息。

不可靠：指IP协议不能保证IP数据报准确地到达接收端，它只承诺尽最大努力。

2、IPv4头部结构

4位版本号：指定IP协议的版本。对IPv4来说，其值为4

4位头部长度：4位最大能保存15，因此，IP数据报报头的长度最大是60字节

8位服务类型：包括3位的优先级字段，4位的TOS字段和1位保留字段。4位的TOS字段分别表示为：最小延时（ssh/tenlet），最大吞吐量，最高可靠性、最小费用。其中，最多只能有一个设置为1。

16为总长度：是指整个IP数据报的长度，以字节为单位。IP数据报最大的长度为65535字节。但是由于MTU的限制，长度超过MTU的数据报都会被分片传输。

16位标识：唯一地标识主机发送的每一个数据报。其初始值由系统随机生成，每发送一个数据报，其值加1。同一数据报的所有分片具有相同的标识。

3位标志：第一位保留；第二位是DF位，“禁止分片”，如果设置该位，则IP数据报不允许分片，如果IP数据报的长度超过MTU，则丢弃该数据报；第三位MF位，“更多分片”，除了数据报的最后一个分片外，其他分片都要将其设置为1。

13位片偏移：是分片相对原始数据报的偏移。实际的偏移值是将该值左移3位后的值，除了最后一个分片，每个IP分片的数据部分的长度必须是8的倍数。

8位生存时间：是数据报到达目的地之前允许经过的路由器跳数。当该值为0是，路由器丢弃该数据报，并向源端返回ICMP差错报文。

8位协议：用来区分上层协议。

16位头部校验和：由发送端填充，接收端使用CRC算法检验IP数据报头部在传输中是否出错。（仅检验头部）

32位源IP地址和目的IP地址：分别标识数据报的发送端和接收端

3、IP分片

（1）当IP数据报的长度超过帧的MTU时，它将被分片传输，分片可能发生在发送端，也可能发生在中转路由器，而且可能在传输过程中被多次分片，但只有在最终的目标机器上，这些分片才会被内核中的IP模块重新组装

（2）一个IP数据报的每个分片都有自己的IP头部，他们具有相同的标识值、但具有不同的片偏移。并且除了最后一个分片外，其他分片都设置MF标志。每个分片的IP头部的总长度都被设置为该分片的长度。

4、IPv6头部结构

IPv6版本目前使用较少，想要深入学习IPv6的小伙伴们就自己动手查资料吧~~