IP协议总结

特点：

无状态 无连接 不可靠

IPv4头部结构：

4位版本号	4位头部长度	8 位 服 务 类型	16位总长度
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位头部校验和
32 位源端IP地址
32位目的端IP地址
选项 最多四十字节

a. 4位版本号，IPV4的版本号为4，其他IP协议的扩展协议（SIP和PIP协议）都有不同的版本号。

b. 4位头部长度，表示头部有多少个32bit（4字节），最大为15个32bit，所以IPV4协议的头部最大为60字节。

c. 8位服务类型，前3位是优先权字段，接下来4位是TOS字段，每个位分别代表最小延时、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用。最多只能一个为1。最后一位是保留字段。

d. 16位总长度，代表该IP数据包的总大小，单位是字节，所以以此可以得到IP数据包的大小最大为2的16次方 - 1，65535字节。

e. 16位标识，唯一标识主机所发的每一个数据报，初始值由系统生成，没发送一个就加一，同一个数据报的不同分片具有相同的标识。

f. 3位标志，第一位保留，第二位（DF）表示禁止分片，如果设置了该标志位，数据报就不会分片，如果长度超过了MTU，那么IP模块就会丢弃该数据报，然后返回一个ICMP擦错报文。第三位表示更多分片，除了IP分片的最后一个，其他分片的该标志位都置为1。

g. 13位片偏移，是指分片相对于该数据报开始位置的位移。实际上的值都是该值向左移三位之后的值，因为除了最后一个分片，每一个分片数据部分的大小都保证是8的倍数。

h. 8位生存时间（TTL），初始值由源端设置，一般为64，每经过一个路由就会减一，减为0时就会丢弃该数据报并且返回一个ICMP差错报文。TTL保证了数据报不会陷入路由循环。

i. 8位协议，用来区分上层协议。/etc/protocols中定义了所有上层协议对应的protocol字段的值。其中ICMP是1，TCP是6，UDP是7.

g. 16位头部校验和由发送端填充，接收端进行CRC算法以检验IP头部数据的完整性。

h. 32位源端IP地址和32位目的端IP地址用来标识数据报的发送和接受端。

k.可变长的可选信息，最长40个字节。选项内容包括：

(1) 记录路由，告诉数据报途径的所有路由器都将自己的IP地址填入到IP头部的选项部分，这样我们可以跟踪数据报的传递路径。

(2) 时间戳，告诉每个路由器都将数据报被转发的时间（或者时间和IP地址对）填入选项部分，我们可以跟踪数据传递的时间。

(3) 松散源路由选择，指定一个路由器IP地址列表，数据发送过程必须经过这些路由。

(4) 严格源路由选择，数据报只能经过被指定得路由器。

IPv6固定头部结构

4位版本号	8位通信类型	20位流标签
16位净荷长度	8位下一个包头	8位跳数限制
128位源端IP地址
128位目的端IP地址

a. 4位版本号，IPv6的版本号是6。

b. 8位通信类型，和IPv4中的8位服务类型类似，表示数据通信类型和优先权，TOS字段。

c. 20位流标签，是IPv6新增加的字段，用于对连接的服务质量有特殊要求的通信，比如音频、视频等实时数据传输。

d. 16位净荷长度，表示IPv6的扩展头部和数据长度之和，不包括固定头部长度。

e. 8位下一个包头，指出紧跟固定包头后的包头类型，如扩展包头或者上层协议头。类似于IPv4的8位协议字段，且相同取值有相同意义。

f. 8位跳数限制，和IPv4的TTL含义相同。

g. 128位源端IP地址和128位目的端地址，和IPv4的32位IP地址相同，只不过IP地址的表示方法不同。