参考资料
- IETF RFC 791 — Internet Protocol
- IETF RFC 790 — Assigned Numbers
IPv4
功能规范
- IP（Internet Protocol，Internet协议）
- IP头部
- 版本（4 bits）、IHL（4 bits）、服务类型（8 bits）、总长度（16 bits）
- ID（16 bits）、标志位（3 bits）、分段偏移（13 bits）
- TTL（8 bits）、协议（8 bits）、校验和（16 bits）
- 源地址（32 bits）
- 目的地址（32 bits）
- 可选（24 bits）、填充（8 bits）
IP头部的详细内容
- 版本（4 bits）
- 版本为4，对应于IPv4
- IHL（Internet Header Length，Internet头部长度，4 bits）
- Internet头部的总长度，单位为4字节（32位）
- 其最小值为5 * 32 bits = 160 bits = 20字节
- 其最大值为15 * 32 bits = 480 bits = 60字节
- 服务类型（8 bits）
- 在低延迟、高吞吐量、高可靠三者之间进行权衡
- Bits 0~2 –> 优先级
- Bit 3 –> 0 = 正常延迟，1 = 低延迟
- Bit 4 –> 0 = 正常吞吐量，1 = 高吞吐量
- Bit 5 –> 0 = 正常可靠，1 = 高可靠
- Bits 6~7 –> 保留，0
- 优先级
- 111 –> network control
- 110 –> internetwork control
- 101 –> CRITIC/ECP
- 100 –> flash override
- 011 –> flash
- 010 –> immediate
- 001 –> priority
- 000 –> routine
- 在低延迟、高吞吐量、高可靠三者之间进行权衡
- 总长度（16 bits）
- 数据报的总长度，单位为字节（8位）
- 其最大值为65536字节。然而，过长的数据报是不切实际的，所以主机、网络通常使用576字节
- 576字节的数据报 = 512字节的数据 + 64字节的头部
- 由于IP头部通常为20字节，故剩下的头部空间可以留给上层协议（比如TCP协议）
- ID（Identifier，标识符，16 bits）
- 用于数据报的分段
- 标志位（3 bits）
- Bit 0 –> 保留，必须为0
- Bit 1 –> 0 = 可能分段，1 = 不分段（Don’t Fragment，DF）
- Bit 2 –> 0 = 最后分段，1 = 更多分段（More Fragments，MF）
- 分段偏移（13 bits）
- 数据报中分段的偏移，单位为8字节（64位）
- 第一个分段的偏移为0
- TTL（Time To Live，生存时间，8 bits）
- 数据报在Internet中的最大保留时间，单位为秒
- 如果TTL为0，那么数据报会被销毁
- 协议（8 bits）
- 上层协议的类型
- 校验和（16 bits）
- Internet头部的校验和