《網絡協議從入門到底層原理》筆記（五）網絡層、網絡層首部

本文轉載自查看原文 2021-11-21 12:24 153 計算機網絡

第一章網絡層概述

網絡層向上只提供簡單靈活的、無連接的、盡最大努力交付的數據報服務。
網絡在發送分組時不需要先建立連接。每一個分組（即 IP 數據報）獨立發送，與其前后的分組無關（不進行編號）。
網絡層不提供服務質量的承諾。即所傳送的分組可能出錯、丟失、重復和失序（不按序到達終點），當然也不保證分組傳送的時限。

由於傳輸網絡不提供端到端的可靠傳輸服務，這就使網絡中的路由器可以做得比較簡單，而且價格低廉（與電信網的交換機相比較）。
如果主機（即端系統）中的進程之間的通信需要是可靠的，那么就由網絡的主機中的運輸層負責可靠交付（包括差錯處理、流量控制等） 。
網絡的造價大大降低，運行方式靈活，能夠適應多種應用。

網絡層數據包（IP數據包，Packet）由 首部、數據 兩部分組成
數據：很多時候是由傳輸層傳遞下來的數據段（Segment）

第二章網絡層首部

版本（Version）

占4位
0b0100：IPv4
0b0110：IPv6

首部長度（Header Length）

占4位，二進制乘以4才是最終長度
0b0101：20（最小值）
0b1111：60（最大值）

區分服務（Differentiated Services Field）

占8位
可以用於提高網絡的服務質量（QoS，Quality of Service），這個了解即可

總長度（Total Length）

占16位
首部 + 數據的長度之和，最大值是 65535字節
總長度必須不超過最大傳送單元MTU

標識（Identification）

占16位
數據包的ID，當數據包過大進行分片時，同一個數據包的所有片的標識都是一樣的
是一個計數器專門管理數據包的ID，每發出一個數據包，ID就加1

標志（Flags）

占3位
第1位（Reserved Bit）：保留
第2位（Don’t Fragment）：1代表不允許分片，0代表允許分片
第3位（More Fragments）：1代表不是最后一片，0代表是最后一片

片偏移（Fragment Offset）

占13位
片偏移乘以8：字節偏移（wireshark顯示的是字節偏移）
每一片的長度一定是8的整數倍

IP數據報分片

一數據報的總長度為 3820 字節，其數據部分的長度為 3800 字節（使用固定首部），需要分片為長度不超過 1420 字節的數據報片。
因固定首部長度為 20 字節，因此每個數據報片的數據部分長度不能超過 1400 字節。
於是分為 3 個數據報片，其數據部分的長度分別為 1400、1400 和 1000 字節。
原始數據報首部被復制為各數據報片的首部，但必須修改有關字段的值。