IP

IP（ 络层）在我看来其实就是复用下层繁多的链路层协议，为上层传输层提供统一的接口，就是说， 络层对下层繁多的协议进行地址管理，每个设备不管它的物理层及其而对应的链路层使用的是什么协议，都对他们统一的使用IP地址进行唯一的标识，进行一跳一跳的传输。而向上，对传输层的协议进行分用（识别IP首部的协议字段），向上分用多个协论（TCP，UDP，ICMP，IGMP），保证不同的协议能被分到不同的协议软件中进行处理。传输层在此基础上就很简单的，他不用再考虑下面一跳一跳传输的细节，只需要考虑从源IP发送到目的IP就可以了，为此传输层的TCP协议进行了拥塞控制，超时重传和失序重排以保证端对端的可靠性。而 络层自身呢，就是下面的两个任务了：
1、路由选路：

路由表：

如图，现在我们用的都是ABC类地址，D类主要是用于多播，这个和IGMP和UDP相关，这里不多做阐述。而E类地址，我们平时是见不到的。

有上图可知，A类地址是从0.0.0.0到127.255.255.255

只要是 络 相同就认为是同一个 段。
还有几个特殊的IP地址：

以下是IP包头，它和以上功能的实现密切相关：

版本 ：长度4比特。用于标识目前使用的IP协议的版本 。一般有0100（IPV4）和0110（IPV6）。

目前我们使用的IP地址多为IPV4，IPV6主要是为了解决IPV4版本的IP资源枯竭问题而提出来的。

IP包头长度：长度4比特，这个字段的出现是因为IP包头的不定长（因为有可选项），如果没有可选项（如UDP），就不需要这个字段。其表示的单位是4字节，就是说当其数值为1111时，表示的是15×4=60字节。那么当字节数不足时，比如首部目前53字节，明显不是4的整数倍，此时我们在包头后面填充3个0字节则可（56是4的倍数）。

服务类型：占8个比特，根据数值不同对包的传送做不同优化，但大部分时候忽略。

总长度：首部和数据之和的长度，单位是字节。最大是2^16-1=65535字节。这是典型的数据 通信（UDP也是），往往是无连接的，所以需要边界，而像TCP或者管道这一类流式通信，就不需要这个字段，因为它们是流（有连接的），不需要边界。

标识：占16位，IP软件维持一个计数器，产生一个数据包就把计数值加1，并赋值给该字段。对于该字段而言，主要是为了在IP分片之后还能重新组成原来数据 。

那么什么时候会发生分片呢/p>

在链路层中有一个MTU（最大传输单元），这个MTU主要是为了限制每次传输的数据包的大小，以保证发送的速度，从而减小延时。并且由于IP总是提供尽力的传输却不保证数据包一定到达目的地，MTU减小TCP的MSS（最大传输 文段）可以减少有运输层发现丢包后重传的包的大小。

所以，当前IP的数据 大于MTU，此时如果没有设置DF位的话，那么就会使得IP数据包分片，分片完了以后，标识的作用就体现出来了，只有标识相同的数据 才会被合并成一个数据 。

此时又有了新的问题，那么你怎么知道我是第几个包/p>

很简单，首先，标志中有有一个MF位，如果MF为0的话表示这是最后一个分片，为1表示后面还有其他分片。DF是不可分片位，如果MTU小于当前数据包而有设置了这个位，那么会给源地址发送一个ICMP不可分片差错 文。

那么如何拼起来呢

利用片偏移，13位，很奇怪，13位而已，而IP数据包长度却足足有16位。所以，片偏移是以8字节为单位的，一个IP 文分片以后，除了最后一个 文，其他的 文都是八字节的整数倍。

生存时间：这是数据 在 络中的寿命，防止数据 不停的在 络中兜圈子。为什么说IP是尽可能的传输呢个就是它的原因之一，如果TTL（生存时间）变成0的话，路由默认动作是丢弃这个数据 。IP数据 是靠路由进行一跳一跳的传输的，这个值每过一个路由器就减少1，一般初始设为255，也就是说，最多经过255次路由。

协议：利用IP进行传输的运输层协议有：TCP，UDP，为了在IP软件进行分用的时候方便，所以设置这个字段。当然，还有ICMP，IGMP和OSPF也是使用IP协议。

首部检验和：占16位，只校验数据 的首部，不含数据部分。每次经过路由器都要检查一次，避免首部出错。

源地址：发送方的IP。

目的地址：接收方的IP。

可变部分主要是用来排错、测量、安全的，其选项较多，但最后要用0填充字段填充到为4字节的整数倍，就是说，每个选项至少占用4字节。