IP协议，网络层

一、IP协议报文

在网络层最主要的协议是IP协议，网络层的主要任务是进行：1.地址管理 2.路由选择

地址管理：使用一套地址体系，描述互联网中每个设备所处的位置。

IP地址有两个版本，1.IPV4     2.IPV6  ，IPV6比IPV4 更加复杂，但IPv4比IPv6应用更加广泛。

版本号：IPV4、IPv6.

4位首部长度：单位：4字节，15*4=60字节(最大程度）

TOS:只有四位有效。最小延时、最大吞吐量、最高可靠性、最小成本。4位彼此冲突。

由于IP数据报有长度限制，所以在数据链路层有拆包/组包这样的功能。主要的因为在于：数据链路层的协议规定了数据字段的最大长度，无法干预。每个IP数据报来携带一部分的载荷。

16位标识：用于区分是否为同一个数据报的载荷。用一个传输层的数据报拆分后的IP数据报具有相同的数值标识。

3位标志：但只有两位有效。其中一位DF表示是否拆包了。还有一位MF ，表示数据报片是否结束。当MF为1时，表示“还有分片”，为0时，表示这已经是最后一个了。

13位片偏移：表示组的包之间的先后关系。

TTL: 一个数据包，没经过一个路由器TTL数值就会-1。TTL的初始值一般为32/64，当TTL为0时，该数据报就要被丢弃了。防止，数据报在互联网中无限的兜圈子，而消耗网络资源，或者IP地址无法找到。

8位协议：表示在传输层使用那个协议。

16位首部校验和：只校验首部。

二、IP地址

IP地址的表示方式：点分十进制。例如：192.168.0.1。4字节表示。0-255，可以表示42亿94万的IP地址。

IP地址分为2类：

（1）私有IP/局域网IP： 10.*，172.16.*-172.31.*,192.168.*,这些范围的IP地址为私有IP

（2）公网IP/广域网IP  ：除私有IP其余对公网IP。

Win+R->cmd+ipconfig->

一般自己的

1、IP协议如何进行地址管理

（1）动态分配IP地址，给上网的设备分配IP地址，同时，同一个MAC地址的设备，每次接入互联网中，得到的IP地址不一定相同。

（2）NAT 机制（网络地址映射）

（3）使用IPv6(16个字节表示）

2.网段划分

IP地址可以划分为两部分：网络号+主机号

同一个网段内，主机之间具有相同的网络号，但主机号不能相同。

相邻网段，网络号不同。

例如：

一般路由器都有2个IP地址，一个是LAN口IP：局域网私有IP

一个是WAN口IP，可以是局域网IP，也可以是公网IP。

路由器LAN口连接的主机，都从属于当前路由器的子网中。不同的路由器，子网IP其实都是一样的。

通过设置主机号和网络号，可以保证在相互连接的网络中，每台主机的IP地址都不相同。

可以引入一个子网掩码来区分主机号和网络号。

假设网络号为18位，则子网掩码的前18位为1，后14位为0.子网掩码为255.255.192.0。当IP地址与子网掩码相与后，得到的数据就是网络号。

例如：

IP地址可以自己划分，也可以系统分配。例如：DHCP就会自动分配IP地址。

3.特殊的IP地址

（1）127.*表示本机环回测试，表示本机自己，通常是127.0.0.1；

（2）将IP地址的主机地址全部设为0，就成了网络号，表示整个局域网。

（3）将IP地址的主机地址全部设为1，就成了广播地址。局域网中所有人都能收到。

这三个地址，不能分配给某个主机。

4.之前的IP地址划分

由于浪费了很多的IP地址，所以该分配方法已经被摒弃。

三、路径选择

           路由的过程是通过一跳一跳的方式进行选择。对于该数据要发向哪里，最主要的依据就是路由表。如果路由表中可以查询到发向哪，直接转发，否则发向一个默认的接口。