网络层重点协--IP协议

IP地址

IP地址分为IPV4和IPV6
IPV4是一个 32位无符号整数，用十进制点分发表示，比如 192.184.145.56

拆解IP地址

IP地址分为网络号和主机号：

1. 网络号我们可以想象成我们的身份证前几位，在同一网络中的网络号相同
   2.主机号就是身份证后面，每个主机独有

网络掩码(mask)

32位整数，前面全是1，后面全是0
例如 11111111 11111110 00000000 00000000
也可以直接用数字表示 ， 例如：/21 表示有21个1 ，剩下的都是0

求主机号和网络号

用IP地址 & mask = 网络号
用IP地址 & (~mask) = 主机号
例如IP地址：192.168.13.255/24
我们可以算出网络号是：
192.168.13.0
主机号是：
0.0.0.255

特殊IP地址

1.网络号
主机号全为0的IP不会分配给主机使用 ，这个称为网络号
例如IP地址为 ：192.168.13.193/24 ， 它的网络号就是：192.168.13.0
2.广播号
主机号全为1的IP不会分配给主机使用 ，这个称为广播号
例如IP地址为 ：192.168.13.193/24 ， 它的网络号就是：192.168.13.255
3.环回地址
127开头的IP都是环回地址
最常用的如：127.0.0.1
4.内网地址/公网地址
内网地址可以内部自行访问，也可以访问公网地址。外网地址是不可以访问内网地址的。
注：同一网络的IP地址不可重复

IP地址的功能

我们发送UDP/TCP协议时，将本机IP（提前携带）和目标IP（Socket写好）发送，这两个IP的直接连线是长期目标，然后我们就开始寻找一个个短期目标(通过主机内部维护着的路由表完成)

IP协议头

4位版本号（version）：指定IP协议的版本，对于IPv4来说，就是4。
4位头部长度（headerlength）：IP头部的长度是多少个32bit，也就是 length * 4 的字节数。4bit表示最大的数字是15，因此IP头部最大长度是60字节。
8位服务类型（Type OfService）：3位优先权字段（已经弃用），4位TOS字段，和1位保留
字段（必须置为0）。4位TOS分别表示：最小延时，最大吞吐量，最高可靠性，最小成本。
这四者相互冲突，只能选择一个。对于ssh/telnet这样的应用程序，最小延时比较重要；对于 ftp这样的程序，最大吞吐量比较重要。
16位总长度（total length）：IP数据报整体占多少个字节。
16位标识（id）：唯一的标识主机发送的报文。如果IP报文在数据链路层被分片了，那么每 一个片里面的这个id都是相同的。
3位标志字段：第一位保留（保留的意思是现在不用，但是还没想好说不定以后要用到）。第
二位置为1表示禁止分片，这时候如果报文长度超过MTU，IP模块就会丢弃报文。第三位表示"更多分片"，如果分片了的话，最后一个分片置为0，其他是1。类似于一个结束标记。
13位分片偏移（framegamentoffset）：是分片相对于原始IP报文开始处的偏移。其实就是 在表示当前分片在原报文中处在哪个位置。实际偏移的字节数是这个值 * 8 得到的。因此， 除了最后一个报文之外，其他报文的长度必须是8的整数倍（否则报文就不连续了）。
8位生存时间（Time ToLive，TTL）：数据报到达目的地的最大报文跳数。一般是64。每次 经过一个路由，TTL -=1，一直减到0还没到达，那么就丢弃了。这个字段主要是用来防止出 现路由循环。
8位协议：表示上层协议的类型。
16位头部校验和：使用CRC进行校验，来鉴别头部是否损坏。
32位源地址和32位目标地址：表示发送端和接收端。
选项字段（不定长，最多40字节）：略。