一、IP协议报文

IP协议报文结构如下图所示：




IP报文中包含

：


（1）


4位版本号

，如果是IPv4，版本号就是4。


（2）


4位首部长度

，用于确定报头长度，假如是“1111”，则报头长度为4×15=60。


（3）


8位服务类型

，其中4位TOS字段类型：最小延迟，最大吞吐量，最高可靠性，最小成本（4种只能选其一）。


（4）


16位总长度

，报文长度，结合首部长度获得的报头长度可将报文和报文分离。


（5）


16位标识

，如tcp中的序号，区分各个报文，确定是那个报文，保证唯一性。


（6）


3位标志

，第一位保留(保留的意思是现在不用, 但是还没想好说不定以后要用到). 第二位置为1表示禁止分片, 这时候如果报文长度超过MTU, IP模块就会丢弃报文，第三位表示更多分片，1标识后续还有报文 ，0标识没有报文，后面没有分片了。


（7）


13位片偏移

，是分片相对于原始IP报文开始处的偏移. 其实就是在表示当前分片在原报文中处在哪个位置. 实际偏移的字节数是这个值 * 8 得到的. 因此, 除了最后一个报文之外, 其他报文的长度必须是8的整数倍(否则报文就不连续了)。


（7）


16位校验和

，校验数据是否有错。


（8）


32位源地址和目的IP

，确定从哪来到哪去。


（9）


8位生存时间

，经过一个节点生存时间–，减完丢弃。


（10）


8位协议

，上层协议种类。


（11）


选项

。


（12）


数据

。

二、分片问题

1，为什么要分片？


mac帧规定最大的有效载荷为MTU，最大字节1500，超过MTU就需要进行分片。


2，如何进行分片和组装？


通过16位标识，13位片偏移和3位标志分片进行分片和组装，如下图所示：



一个报文分片之后，每片的标识都相同，在接收端就可以把标识相同的报文收集，收到标志位0的片就说明这是最后一片，后续根据片偏移排序组合。


3，丢包怎么识别？


(1)如果没有收到片偏移为0的片，说明头丢了。(2)根据片偏移排序，中间连不起来，说明中间丢了。(3)没有收到标志为0的片，说明尾丢了。

三、网段划分

1，IP地址怎么组成？


IP地址 = 网络号 + 主机号


2，网络号和主机号怎么分开？


根据

CIDR规则

，通过额外子网掩码来区分网络号和主机号，IP号和子网掩码相与，得到的就是网络号，属于的就是主机号，具体操作如：假设我们的IP为140.252.20.68，子网掩码为255.255.255.0，那么IP号与子网掩码就得到网络号140.252.20.0，那么主机号就是68.。


3，一个网段中的主机号是怎么分配的？


通过路由器自带的DHCP功能，对子网内的主机自动分配主机号，避免手动管理IP的不便。

四、特殊IP地址

1，将IP地址中的主机地址全部设为0, 就成为了网络号, 代表这个局域网;



2，将IP地址中的主机地址全部设为1, 就成为了广播地址, 用于给同一个链路中相互连接的所有主机发送数据包;



3，127.的IP地址用于本机环回(loop back)测试,通常是127.0.0.1

五、IP地址不足问题

IP地址一共2^32个，如果不够有如下解决方案：1，动态地址分配，连网设备分配IP，不连网就不分配。2，NAT技术。3，使用IPv6

六、IP数据包如何传输

当IP数据包, 到达路由器时, 路由器会先查看目的IP，路由器决定这个数据包是能直接发送给目标主机, 还是需要发送给下一个路由器;依次反复, 一直到达目标IP地。