网络层首部记录着超多信息

网络层位于运输层和数据链路层之间，存在着IP、ARP、ICMP协议，以包的形式传递数据。

1_网络分层.png

网络层数据包（IP数据包，Packet）由首部、数据两部分组成。

2_首部信息.jpeg

• 版本 (Version) --- 占4个二进制位，IPV4/IPV6
• 首部长度 (Header Length) --- 4位，二进制乘以4为字节总长度，最小为20，最小为60
• 区分服务(Differentiated Services) --- 8位，可以用于提高网络服务质量，路由器根据网络层首部包含某个特定区分服务（比如设定为8），优先通过，提高网络质量
• 总长度 (Total Length) --- 16位、0 - 65525，表示网络层首部+数据部分的最大值，而下一层数据链路层帧的数据部分最大传输单元MUT不能超过1500字节，如果网络层数据过大，需要分片，变成多个独立的以太网帧
• 协议 (Protocol) --- 8位、网络层数据从运输层传下来，运输层封装数据所用的协议，如 ICMP(表示为1)/IP/TCP(表示为6)/UDP(表示为17)
• 首部检验和 (Header checksum) --- 类似FCS的功能，将首部进行计算，初始化全为0，首部数据根据一定算法算出值再填充，将来拿到数据后根据首部检验和其它数据对比算出首部是否有问题
• 源IP地址 (Source) --- 32位，4个字节
• 目标IP地址 (Destination) -- 32位，4个字节

通过 ping www.baidu.com 抓包我们可以看到以上网络层数据，在这条请求中，版本为 IPV4，首部长度20字节，不区分服务，总长度为60字节，协议为ICMP，首部校验和看起来被禁用了，最后是源IP地址和目标IP地址。

3_Ping的icmp协议.jpeg

首部里还有另外四个属性需要单独来说，首先是生存时间（Time to live），每个路由器在转发之前都会将数量减1，如果小于0时，路由器会返回错误报告，防止路由不断转发出现死循环的情况。通过 ping 命令可以直接推测请求所需TTL。

4_查看ttl.jpeg

Linux操作系统默认TTL为64，这里剩余TTL为49。通过 -i 配置来指定ICMP的生存时间，可以看到当TTL小于所需时，请求发送失败。

5_自定义ttl.jpeg

剩下三个属性和分片传输有关联，一个是是标识 (Identification)，占据16位，范围是 0 - 65535，数据包的ID，每发送一个数据包，ID就加1，超出则从0开始重新累加，这里标识是30102。

如果总长度超出了1500字节，是需要分片传输到数据链路层的，但同一个数据包所有片的标识都是一样的。通过标识可以找到同一个包的所有片，但还需要两个属性才能知道每个片放在哪一个位置。

标志 (Flags)，总共有三位，第一位保留暂无作用，第二位表示不允许分片，1表示不允许，0表示允许，第三位表示更多片，1表示不是最后一片，0代表最后一片。

片偏移 (Time to live)，13位，要乘以8才是最终的字节偏移，当多个片时，可以算出占据数据包的哪部分。

6_片偏移.jpeg

通过 -l 的配置在 ping 命令中指定数据包大小，ping ke.qq.com -l 4000

7_分片传输.png

通过抓包可以看到分成了三片，其中第一片的总长度1500，标志为允许分片且不是最后一片，偏移量为0。第二片总长度1500，标志为允许分片且不是最后一片，偏移量为1480（上一片总长1500 - 首部长度20）。第三片长度1068，标志为允许分片且是最后一片，偏移量为2960。

网络层首部涵盖了非常多的信息，包括协议版本、总长度、用于分片记录的数据、IP地址等等，保障了信息的可靠传输。

以上就是 网络层首部记录的信息数据 ， 更多有关 前端、网络协议 的内容可以参考我其它的博文，持续更新中~