TCP/IP学习笔记之-IP层

TCP/IP网络模型从下至上分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。

IP地址属于网络层，是面向无连接型，原因是：

1. 简化，有连接比无连接处理要相对复杂。

2. 提速，如果是有连接那么每次通信之前都需要建立连接，然后再断开连接，会降低处理速度。

IP的主要功能是：IP寻址、路由和IP分包与组包。

IP对下层（数据链路层）进行抽象化处理，不同数据链路层对IP层来说都是相同的。有一点需要注意就是：不同数据链路层的“最大传输单位”（MTU：Maximum Transmission Unit）不同，会影响数据在网络传输时的分包，IP通过ICMP得知各个链路层上的MTU。

在TCP中首部的MSS是指TCP分片的最大长度和链路层的MTU是一样的，在TCP中TCP协议会对数据进行分片，IP则不做分片处理了。

IP地址有网络和主机两部分组成，通过子网掩码来区分哪部分是网络哪部分是主机。

IP地址分为：

A类：首位0开头，第1位到第8位是网络标示。

B类：10开头，第1位到第16位是网络标示。

C类：110开头，第1位到24位是网络标示。

D类：1110开头，第1位到32位是网络标示。没有主机标示，常用语多播。

主机地址全部为0表示网络地址或者IP地址不可获知。主机地址全部为1表示为广播地址。

IPV4首部

Version：4比特构成，标示IP首部的版本号，IPv4中该字段就是4。

IHL：4比特构成，IP首部的大小，单位是4字节。对于没有可选项的IP包，该字段是5及长度是20字节（4x5=20）。

Type Of Service：8比特构成，在该段下面又会分为：DSCP（6比特）和ECN（2比特）。

    ECN（Explicit Congestion Notification）：用来报告网络拥堵情况。可以细分为：ECT（1比特）和    CE（1比特）。

Total Length：标示首部与数据结合起来的总长度的字节数。16比特构成。

Identification：16比特构成，用于分片重组，同一个分片的标示相同，不同分片的标示不同。

Flags：3比特构成，标示包被分片的相关信息。

    0：未使用，现在必须是0。

    1：指示是否进行分片，0-可以分片，1-不能分片。

    2：包被分片的情况下，是否为最后一个包，0-最后一个分片的包，1-分片中断的包。

Fragment Offset：13比特构成，单位为8字节。标示分片的每个分段相对于原始数据的位置。例如：第一个分片对应的值是0。

Time To Live（TTL)：8比特构成，生存时间。标示可以中转多少路由器，每经过一个值减1，如果为0丢弃该包。

Prototol：8比特构成，标示IP首部的下一个首部属于哪个协议，例如：TCP、UDP等。

Header Checksum：首部校验和，16比特构成。该字段只校验数据报的首部，不校验数据的部分。主要用来确保IP数据报不被破坏。

Source Address：32比特构成。

Destination Address：32比特构成。