浅谈TCP IP协议栈(四)IP协议解析

通过之前的网络层基础知识，IP地址以及路由器的简介，大家应该对于TCP/IP有一个大致的了解，在脑海里应该对于网络的几个基础概念有个大概的了解，简单点说整个协议栈就是在做一件事，规定网络报文（网络传输中的数据报）的发送和接收，而整个协议栈内的协议，也是可以分为之前介绍过的链路层-》网络层-》传输层-》应用层，在这每一层中都有很多不同的协议，但是最常用的协议，每一层就是一到两种，所以想学协议，先从每一层最常见，最常用的开始学起：

• 链路层——以太网、VLAN
• 网络层——IP协议
• 传输层——TCP/UDP协议
• 应用层——HTTP协议

上面的几种协议，如果都能熟练掌握，那基本上就是入门并且偏上的水平了，所以接下来我们就逐一介绍各个协议。

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上面就是IP报文的模板，其中IP首部一般为20字节，也就是图中的第1行到第5行，第6行为可选字段，后续的就是报文所携带的数据。我们重点介绍IP首部，可以看到，每一行是4个字节，也就是32位，而对于每一行我们又根据位数分为不同的字段，先来看看每个字段具体的含义：

第一段：

• 4位版本号：取值为4时代表IPV4协议，取值为6时代表IPV6协议
• 4位首部长度：单位是4字节，一般取值为5
• 8位ToS字段：这个字段比较特殊，它相当于是报文的优先级或者是报文的服务类型，用来区分报文的业务类型，对于设备做QoS有着重大的意义。
• 16位总长度：代表这一个IP报文总的长度，后面我们会介绍一个MTU时会介绍该字段。

第二段：

• 16位标示符：用来唯一标记这一份IP报文

第三段：

• 8位生存周期TTL字段：报文的生存周期，报文每经过一次转发，该字段值减1，当减为0时，丢弃该报文。
• 8位协议：代表着这份IP报文承载着何种上层传输协议或者网络协议，常见的取值与对应关系如下：
  1. ICMP协议
  2. IGMP协议
  3. TCP协议
  4. UDP协议
  5. IGRP协议
• 16位首部校验和：用于检验收到的报文是否有差错。

第四段：

• 32位源IP地址：发送方IP地址

第五段：

• 32位目的IP地址：接收方IP地址

介绍完IP报文的格式以后，我们再来说一下IP报文的特点，其主要特点有以下几点：

1. IP报文具有不可靠性，即不能发送方发送报文后，不保证接收方一定能收到该报文。
2. IP报文的不保序性，既然IP报文是不靠靠的，那相应的，它也不保证发送出的报文的顺序性，也许发包顺序是1、2、3，但是收包顺序可能就是3、2、1
3. IP报文的分片，若发送报文数据过大，则涉及到报文分片。