Ipv4网络

IPv4数据报格式

首部各字段描述

• 版本号：用来确定IP协议的版本（比如IPv4还是IPv6），路由器根据版本号来判断怎样解析首部其他的字段信息，不同协议版本，数据报格式不同。——4比特
• 首部字段：IPv4协议包含一些可选字段，即首部长度不固定，该字段用来确定首部长度，大多数版本的IP协议不包含可选字段，因此通常IP首部一般长20个字节。——4比特
• 服务类型(TOS)：有些数据报要求低时延\高吞吐量\可靠性传输。——8比特
• 数据报长度：IP数据报总长度，以字节计算，包括IP首部和运输层报文段的长度，因为以太网帧最大传输单元不超过1500字节，所以一般数据报长度一般不超过1500字节。——16比特
• 标识，标志，片偏移：与IP分片相关。——16比特——3比特——13比特
• 寿命：每次经过一个路由器该值减一，当该值为0时必须丢弃该数据报。——8比特
• 上层协议：IP数据报的数据部分应该交给哪个特定的运输层协议，跟运输层要存储哪个端口号来接收信号，即沟通运输层跟应用层。链路层帧也有一个字段来连接链路层跟网络层。——8比特
• 首部检验和：将首部中的每两个字节当作一个数，按反码求和，用来检验首部信息是否发生错误，运输层的检验和是对整个报文段包括数据部分进行检验。——16比特
• 源IP地址。——32比特
• 目的地址。——32比特
• 可有选项（IPv6已经不包含该选项）。
• 数据部分。——有效载荷（要传输的数据）。
  若IP数据报不包含可有选项则首部一共有20个字节

IPv4数据报的分片

MTU:链路层帧的最大传输单元，限制着IP数据报的长度。
现在考虑一种情况，一个数据长度为4000字节的数据报进行传播，但是当他被一个路由器转发时，出链路帧的MTU为1500字节，该数据报必须被分割为小的数据报，即数据分片。
然后我们要考虑怎样分片以后的数据报我们怎么再把它拼接起来，什么时候拼接。

什么时候拼接？

假如我们在到达目的地前就拼接，那么在剩下的链路中仍然有被分片的可能，而且这样增加多次拆分和拼接的操作无疑增加了路由器的负担，所以应该在目的地进行拼接。

怎么拼接？

在IP首部的字段中有标志，标识，偏移。
目的端系统根据16比特的标识来确定属于哪个数据报，标识位在源端系统发送分组时就进行设置。
由于IP是不可靠的，所以怎末判断分片是否丢失已成功到达，就要根据，标志位信息，最后一个分片的标志位信息一般设置为0，而其他标志位信息设置为1。
偏移字段用来指示，该分片在原数据报的位置，使其能够正确拼接。

IPv4网络简介

原文：https://www.cnblogs.com/FCY-LearningNotes/p/14008765.html