IP (Internet Protocol) 网际协议 #

IP是TCP/IP协议族中最为核心的协议。所有的TCP、UDP、ICMP及IGMP数据都以IP数据报格式传输

网络层负责在不同网络之间尽力转发数据包

基于数据包的IP地址转发
不负责数据包的丢失重传
不负责数据包传输顺序

IP数据报格式，首部共20字节

0       4           8            16      19                     31
4位版本 4位首部长度 8位服务类型  16位IP数据报总长度(字节数)
16位标识                         3位标志 13位片偏移
8位生存时间(TTL)    8位协议      16位首部校验和
32位源IP地址
32位目的IP地址
可选字段(长度可变)
数据部分

版本：用来表示TCP/IP协议的版本 v4 v6
首部长度：固定部分20字节，可选字段一般没有
服务类型：区分数据报优先级，QoS用的
IP数据报总长度：首部+数据部分，最大 2^16 - 1 = 65535 字节
超过MTU，数据部分会分片，每个分片数据部分最大 1500-20=1480字节
标识：唯一地标识主机发送的每一份数据报
通常每发送一份报文它的值就会加1，分片的标识是一样的
标志：该数据包是分片的包，还是完整的包，目前只有两位有意义
最低位是1表示后面还有分片，0表示是最后一个分片
中间一位是0表示允许分片
片偏移：以8字节为偏移单位，每个分片的位置，接受方再根据片偏移拼接
生存时间TTL：设置了数据报可以经过的最多路由器数，避免出现路由环路
TTL的初始值由源主机设置(通常为64)，一旦经过一个处理它的路由器，它的值就减去1
当该字段的值为0时，数据报就被丢弃，并发送 ICMP 报文通知源主机
协议：数据部分是什么协议，1-ICMP 2-IGMP 6-TCP 17-UDP
首部检验和：只检验首部，不对数据部分进行计算
可变部分：一般没用，v6版本已经没有这个部分了

IPv4 地址，32位

A类地址 1字节网络号 0开头 0. ~ 127.
B类地址 2字节网络号 10开头 128.0. ~ 191.255.
C类地址 3字节网络号 110开头 192.0.0 ~

专用地址：只能用作本地地址而不能用作全球地址
路由器对目的地址是专用地址的数据报一律不进行转发

10.0.0.0 ~ 10.255.255.255
172.16.0.0 ~ 172.31.255.255
192.168.0.0 ~ 192.168.255.255

IPv6 地址，128位

Network / Netmask #

Host 全部为 0 的时后，表示 IP 是该网段的 Network
Host 全部为 1 时是该网段最后一个 IP，也称为 Broadcast

在 192.168.0.0 ~ 192.168.0.255 这个 IP 网段里面的相关网络参数就有

Netmask: 255.255.255.0
Network: 192.168.0.0
Broadcast: 192.168.0.255
可设定为主机的 IP: 192.168.0.1 ~ 192.168.0.254
CIDR: 192.168.0.0/24

对半切成两个子网络

第一个子网络
Network:    11000000.10101000.00000000.0 0000000    192.168.0.0
Broadcast:  11000000.10101000.00000000.0 1111111    192.168.0.127
            |----------Net_ID-----------|-host-|
Netmask:    11111111.11111111.11111111.1 0000000    255.255.255.128
CIDR: 192.168.0.0/25

第二个子网络
Network:    11000000.10101000.00000000.1 0000000    192.168.0.128
Broadcast:  11000000.10101000.00000000.1 1111111    192.168.0.255
            |----------Net_ID-----------|-host-|
Netmask:    11111111.11111111.11111111.1 0000000    255.255.255.128
CIDR: 192.168.0.128/25