一----IP簡介

1---IP地址簡介：Internet Protocol Address-IP網(wǎng)際協(xié)議地址，常讀寫為IP，有IPV4，IPV6（現(xiàn)在的主流依然是IP v4）

所有的IP地址都由國際組織NIC（Network Information Center）負(fù)責(zé)統(tǒng)一分配，目前全世界共有三個(gè)這樣的網(wǎng)絡(luò)信息中心。

2---IP地址的組成：

（1）---長度：32bit（也說32位，4字節(jié)=4B=32b），一共有2^32個(gè)IPV-4地址，

（2）---寫法：“4組點(diǎn)分十進(jìn)制樹”--意思將一個(gè)32位的IP地址分為4段，每段由2進(jìn)制轉(zhuǎn)換為10進(jìn)制的樹來進(jìn)行表示，每段數(shù)字范圍為0-255

（3）---組成：一個(gè)IP地址由網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)組成。

a：網(wǎng)絡(luò)號(hào)：同一網(wǎng)段內(nèi)的IP地址的我網(wǎng)絡(luò)號(hào)是相同的，通過網(wǎng)絡(luò)號(hào)來區(qū)分主機(jī)之間是不是在邏輯上屬于同一網(wǎng)絡(luò)。

b：主機(jī)號(hào)：同一網(wǎng)段內(nèi)主機(jī)部分不同時(shí)重復(fù)出現(xiàn)，通過主機(jī)部分來標(biāo)識(shí)車主本主機(jī)在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的位置。

二-----IP報(bào)頭詳解

IP報(bào)頭大小為固定20字節(jié)（20B*8=160bit），總共由12部分組成。

1- -version---------版本（占4b，指IP協(xié)議的版本）。

2- -Header Length---頭部長度。（頭部長度是指IP報(bào)頭的總長度，因?yàn)橛蠴ption可選部分，通常為20字節(jié)，在20--60字節(jié)）。

該字段單位為32位字（1個(gè)32位字為4字節(jié)），因此當(dāng)ip報(bào)頭長度為1111時(shí)是最大60字節(jié)；

IP報(bào)頭長度不是4字節(jié)的整數(shù)倍是，就需要對(duì)填充域進(jìn)行填充；

常用IP報(bào)頭長度為20字節(jié)---顯示為1010。

3-----Differentiated Services Field（type of service）（占8b）--TOS，服務(wù)類型。用來指定特殊的報(bào)文處理方式，又劃分為IP precedenc和D/T/R和reserve保留字段，RFC2474的tos取消了ip precedence字段而使用了DSCP，給QoS用來打標(biāo)簽。

一般情況下不使用這個(gè)字段。

4--Total Length----總長度（占16b）

標(biāo)示此IP報(bào)頭和數(shù)據(jù)的之和的總長度。

總長度16位，一個(gè)數(shù)據(jù)最大長度65535字節(jié)；

鏈路只允許1500字節(jié)，超過的話需要進(jìn)行MTU分片。

一個(gè)數(shù)據(jù)包由IP報(bào)頭和數(shù)據(jù)兩部分組成，而IP報(bào)頭為20---60字節(jié)，所以不會(huì)有一個(gè)數(shù)據(jù)包里純數(shù)據(jù)超過1480字節(jié)的。

5- -Identification----ID標(biāo)識(shí)符（占16b）

與標(biāo)記字段和偏移字段用于IP報(bào)文分片。

原始報(bào)文大小超過MTU（<1480B）就必須將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分片，每個(gè)分片小于MTU

對(duì)同一原始文件被分片的報(bào)文打上相同的標(biāo)記，也用來判斷流量是否來于同一主機(jī)。

IP軟件在存儲(chǔ)器中維持一個(gè)計(jì)數(shù)器沒生產(chǎn)一個(gè)數(shù)據(jù)包，計(jì)數(shù)器就加1，并賦予標(biāo)識(shí)字段。

數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行分片處理后每個(gè)分片的標(biāo)識(shí)值都與原數(shù)據(jù)包的標(biāo)識(shí)值相同，接收端具有同標(biāo)識(shí)值的分片就能最終正確重組為原數(shù)據(jù)。

Idertification（標(biāo)識(shí)字段）：

源站沒發(fā)送一個(gè)分組，標(biāo)識(shí)值+1

（源IP地址，標(biāo)識(shí)）------>全網(wǎng)唯一的分組標(biāo)識(shí)。

6- -Flag----標(biāo)記（占3b）

占3位，目前只有2位具有意義；

第一位沒有被使用

第二位D時(shí)不分片為（DF），當(dāng)DF位置為1時(shí)表示路由器不能對(duì)報(bào)文進(jìn)行分片處理。

第三位M--More fragment---多分片（MF）

當(dāng)路由器對(duì)報(bào)文進(jìn)行分片時(shí)，除了最后一個(gè)分片的MF位設(shè)置為0外，其他所有分片MF位置為1，以便接收者直到收到MF位為0的分片為止。

7- -Fragmentation offset----分片偏移（13b）

標(biāo)識(shí)分片在分組中的位置。

片偏移以8個(gè)字節(jié)為偏移單位，分片的長度為8字節(jié)的整數(shù)倍；

以太網(wǎng)最大幀長為1518B，IP報(bào)文1500B（三層）+幀頭18B（二層）。

注意：

MTU不是固定1500，這要取決現(xiàn)場(chǎng)物理環(huán)境；

MTU不包含幀頭幀尾。

8- -Time to live--TTL----生存時(shí)間（8b）

跳數(shù)大小，即數(shù)據(jù)包能傳多少跳，

不同操作系統(tǒng)TTL的默認(rèn)最大值會(huì)有所不同（linux-255；win98--225；win7/8/10--64）；

表示數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中的壽命（最初以秒為單位，現(xiàn)在以跳數(shù)為單位，最大225）；

分組壽命，防止路由成環(huán)時(shí)IP數(shù)據(jù)被無限轉(zhuǎn)發(fā)；

源和目的路由器之間的路由數(shù)量（跳數(shù)）；

路由設(shè)備每此轉(zhuǎn)發(fā)將TTL值減1，TTL為0時(shí)丟棄該分組。

9- -Protocol----協(xié)議（8b）

標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)攜帶的數(shù)據(jù)是何種協(xié)議，標(biāo)識(shí)傳輸層地址或協(xié)議號(hào)

如1代表ICMP，6代表TCP，17代表UDP

10- -Header checksum----報(bào)頭校驗(yàn)和（16b）

用于校驗(yàn)檢查IP報(bào)頭是否有出入。

只校驗(yàn)IP報(bào)頭部，數(shù)據(jù)部分由高層協(xié)議校驗(yàn)（TCP頭的校驗(yàn)字段包含IP頭和數(shù)據(jù)的校驗(yàn)）

無需重復(fù)校驗(yàn)數(shù)據(jù)部分；

縮短路由器轉(zhuǎn)發(fā)分組時(shí)的處理時(shí)間，數(shù)據(jù)部分由終端用高層協(xié)議校驗(yàn)。

1- 發(fā)送方先把校驗(yàn)和字段置為0，對(duì)首部中沒個(gè)16bit（切割多個(gè)16b）進(jìn)行二進(jìn)制反碼求和，結(jié)果存在校驗(yàn)和字段中。

2- 收到一份IP數(shù)據(jù)包后同樣對(duì)首部中每個(gè)16b進(jìn)行二進(jìn)制碼反求和，接收方計(jì)算中包含了發(fā)送方存在的首部校驗(yàn)和。

3- 如果傳輸過程無錯(cuò)誤，接收方結(jié)算結(jié)果全為1,傳輸中出現(xiàn)錯(cuò)誤或數(shù)據(jù)丟失校驗(yàn)和結(jié)果為非全1，接受者第丟棄校驗(yàn)未通過數(shù)據(jù)。

4- 不生成錯(cuò)誤報(bào)文，由上層發(fā)現(xiàn)丟失數(shù)據(jù)進(jìn)行重傳。

11- -source ip address----源IP地址（32b）

此數(shù)據(jù)發(fā)起者的IP地址。

12- -Destination ip address----目的IP地址（32b）

此數(shù)據(jù)的接收者IP地址。

13- -Option----可選字段（0--40B）

Option字段很少使用，用于控制，轉(zhuǎn)發(fā)要求，測(cè)試等。