前言

在之前的博文中, 我們聊過了傳輸層中的兩個重點協(xié)議 TCP 和 UDP, 本文我們再來聊聊網(wǎng)絡層中的一個協(xié)議IP, 簡單認識一下 IP 協(xié)議格式. IP 協(xié)議與 TCP 協(xié)議的復雜度也不妨多讓, 不過我們在這里只是簡單的聊一聊 IP 協(xié)議的報文格式就行, 畢竟網(wǎng)絡層與我們實際開發(fā)打交道并不像傳輸層那樣頻繁, 如果還想進一步了解網(wǎng)絡層 IP 協(xié)議, 請查詢官方文檔.

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IP 協(xié)議格式

• 4位版本號: 指定 IP 協(xié)議的版本, 對于IPv4來說, 就是4. 現(xiàn)有的大規(guī)模商用的 IP 協(xié)議只有兩個, IPv4, IPv6.
• 4位頭部長度: 設(shè)定同 TCP 相同, 表示 IP 頭部的長度是多少個32bit, 也就是 length * 4 的字節(jié)數(shù). 4bit表示最大的數(shù)字是15, 因此IP頭部最大長度是60字節(jié).
• 8位服務類型: 3位優(yōu)先權(quán)字段 (已經(jīng)棄用), 4位TOS字段, 和1位保留字段 (必須置為0). 4位TOS分別表示: 最小延時, 最大吞吐量, 最高可靠性, 最小成本. 這四者相互沖突, 只能選擇一個. 其本質(zhì)上類似于一個模式切換, 不同場景下選擇不同類型.
• 16位總長度: IP數(shù)據(jù)報整體占多少個字節(jié). 代表 IP 報頭 + 載荷的總長度.
• 16位標識: 唯一的標識主機發(fā)送的報文. 如果 IP 報文在數(shù)據(jù)鏈路層被分片了, 那么每一個片里面的這個 id 標識都是相同的.
• 3位標志字段: 第一位保留 (保留的意思是現(xiàn)在不用, 但是還沒想好說不定以后要用到). 第二位置為 1 表示禁止分片, 這時候如果報文長度超過 MTU, IP 模塊就會丟棄報文. 第三位表示 “更多分片”, 如果這片分片之后還有分片的話, 最后一個分片置為 1, 如果已經(jīng)結(jié)束分片置為 0. 類似于一個結(jié)束標記.
• 13位分片偏移: 是分片相對于原始 IP 報文開始處的偏移. 其實就是在表示當前分片在原報文中處在哪個位置. 實際偏移的字節(jié)數(shù)是這個值 * 8 得到的. 因此, 除了最后一個報文之外, 其他報文的長度必須是 8 的整數(shù)倍 (否則報文就不連續(xù)了).
• 8位生存時間: 數(shù)據(jù)報到達目的地的最大報文跳數(shù), 單位是次數(shù). 一般是 64. 每次經(jīng)過一個路由, TTL 就會 -1, 一直減到0還沒到達, 那么就被丟棄了. 這個字段主要是用來防止出現(xiàn)路由循環(huán).
• 8位協(xié)議: 表示上層傳輸層中用的是哪種協(xié)議.
• 16位頭部校驗和: 使用 CRC 進行校驗, 來鑒別頭部是否損壞. 載荷部分已經(jīng)被傳輸層協(xié)議自己檢驗過了.
• 32位源地址和32位目標地址: 表示發(fā)送端和接收端. 數(shù)據(jù)報, 從哪來, 到哪去.

總結(jié)

? 本文簡單談了下 IP 協(xié)議的報文格式.
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