原创 IP协议详解

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版本号（Version）：长度为4bit。标识目前采用的IP协议的版本号。一般的值为0100（IPv4），IPv6的值为0110。

IP包头长度（Header Length）：长度为4bit。这个字段的作用是为了描述IP包头的长度，因为在IP包头中有变长的可选部分。IP包头最小长度为20 Byte，由于变长的可选部分最大长度可能会变成24 Byte。

服务类型（Type of Service）：长度为8bit。这个子段可以拆分成两个部分：Precedence和TOS。TOS目前不太使用。而Precedence则用于QOS应用。（TOS字段的详细描述RFC 1340 1349）。

IP包总长（Total Length）：长度为16bit。IP包最大长度65535 Byte。

标识符（Identifier）:长度为16 bit。该字段和Flags和Fragment Offest字段联合使用，对大的上层数据包进行分段（fragment）操作。

标记（Flags）：长度为3bit。该字段第一位不使用。第二位是DF位，DF位设为1时表明路由器不能对该上层数据包分段。如果一个上层数据包无法在不分段的情况下进行转发，则路由器会丢弃该上层数据包并返回一个错误信息。第三位是MF位，当路由器对一个上层数据包分段，则路由器会在除了最后一个分段的IP包的包头中将MF位设为1。

分段序号（Fragment Offset）：长度为13bit。该字段对包含分段的上层数据包的IP包赋予序号。由于IP包在网络上传送的时候不一定能按顺序到达，这个字段保证了目标路由器在接收到IP包之后能够还原分段的上层数据包。如果某个包含分段的上层数据包的IP包在传送中丢失，则整个一系列包含分段的上层数据包的IP包都会被要求重传。

生存时间（TTL）：长度为8 bit。当IP包进行传送时，会先对该字段赋予某个特定的值。当IP包经过每一个沿途的路由器的时候，每个沿途的路由器会将IP包的TTL值减少1。如果TTL减少为0，则该IP包会被丢弃。这个字段可以防止由于故障而导致IP包在网络中不停的被转发。

协议（Protocol）：长度为8bit。标识了上层所使用的协议。

头部校验（Header Checksum）：长度为16bit，由于IP包头是变长的，所以提供一个头部校验来保证IP包头中信息的正确性。

源地址和目标地址（Source and Destination Addresses ）：这两个段都是32bit。标识了这个IP包的源地址和目标地址。

可选项（Options）：这是一个可变长的字段。该字段由起源设备根据需要改写。可选项目包含以下内容：

松散源路由（Loose source routing）：给出一连串路由器接口的IP地址。IP包必须沿着这些IP地址传送，但是允许在相继的两个IP地址之间跳过多个路由器。

严格源路由（Strict source routing）：给出一连串路由器接口的IP地址。IP包必须沿着这些IP地址传送，如果下一跳不在IP地址表中则表示发生错误。

路由记录（Record route）：当IP包离开每个路由器的时候记录路由器的出站接口的IP地址。

时间戳（Timestamps）：当IP包离开每个路由器的时候记录时间。