【IP协议】IP协议报头结构（上）

news2025/1/17 21:43:46

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实际上只有两个取值

IPv2，IPv5 在实际中是没有的，可能是理论上/实验室中存在

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IP 协议报头也是变长的，因为选项个数不确定，所以报头长度也不确定。因此就需要使用 4 位首部长度进行区分

4 位首部长度范围：0~15，所以报头长度 *4 才是实际的长度

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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：

IP 数据报的长度 image.png|311
UDP 也是 16 位（2 个字节，64KB）。但并非 IP 协议报头最多能携带的数据就是 64KB

IP 协议内置了拆包组包机制，单个 IP 数据报确实没法超过 64KB，但是不代表 IP 协议不能传输超过 64KB 的数据。IP 协议会自动把大的数据包，拆成多个 IP 数据报携带传输，在接收方再进行拼装

装修的时候，装柜子/床，进不了电梯，也进不了房门，怎么办？

厂家发的货就不是拼装好的柜子和床，而是零件
我们就可以先把零件搬进去，然后再组装起来

IP 协议会自动拆包，统一个载荷的数据，会被分成多分，交给多个 IP 数据报来携带。多个 IP 数据包之间：

16位标识 是相同的数值，
13位片偏移 决定组包时候数据报的位置
- 网络传输数据的时候会存在后发先至的情况，所以不能按照发送顺序就确定接受顺序
3位标志 只有两位有效（有一位是保留位，现在不用，以后可能用，先占个位置）
- 其中一个标识这个包是否需要组包（是否是拆包的一部分）
- 另一个表示当前包是否是组包中的最后一个单位

最后组包的时候，根据 16 位标识 确定哪些数据包放在一组，然后根据 13位片偏移 决定顺序，最后根据 3位标志位 决定是不是最后一个

如果就是想使用 UDP 实现传输找过 64KB 的数据，该怎么做呢？

此处参考 IP 协议
在应用层编写代码的时候
- 引入“标识”，约定标识相同的数据，就应该进行组包
- 引入“片偏移”，约定组包的时候的先后顺序
- 引入“标志位”，区分是否需要组包，标识最后一个包

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描述了一个数据包在网络上存活的最长时间

假设构造一个 IP 数据报，目的 IP 写错了（不存在的 IP 地址），结果这个数据包就在网络上传输了很久，也没有达到目的地。
如果让这样的数据包无限传输的话，就会消耗很多网络资源
这样的数据包存在一个两个还好，要是存在很多呢？总不能让这些数据包把路全部堵死了吧

TTL 就是约定了一个传输时间的上限，当达到上限之后，数据包就会被自动丢弃掉

发送一个 IP 数据报的时候，会有一个初识的 TTL 的值（32,64,128…）。数据包每次经过一个路由器转发，TTL 就会 -1（经过交换机不减）。一旦 TTL 减到 0 了，此时这个数据包就会被当前的路由器直接丢弃掉

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ping命令：用来检测网络的连通性
输入命令后，我们的电脑就会给百度发送一个数据包，百度收到这个 ping 命令的数据包之后，就会返回一个响应
- 我们发送了四次 32 字节的数据包
- 几十毫秒，说明网络比较好；上百，上千毫秒说明网络比较卡
- 咱们初始 TTL 应该是 64，中间经过了 12 个路由器的转发，最终到达了百度