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IP协议报头
4位版本号
4位首部长度
8位服务类型(TOS)
16位总长度
IP拆包 16位标识、3位标志、13位片偏移编辑
8位生存时间(TTL)
8位协议
16位首部校验和
网络地址管理
32位源ip32位目的ip 方案一:动态分配ip地址 方案2:NAT网络地址转换(使用一个ip代…目录
IP协议报头
4位版本号
4位首部长度
8位服务类型(TOS)
16位总长度
IP拆包 16位标识、3位标志、13位片偏移编辑
8位生存时间(TTL)
8位协议
16位首部校验和
网络地址管理
32位源ip32位目的ip 方案一:动态分配ip地址 方案2:NAT网络地址转换(使用一个ip代表一批设备) 方案3:使用ipv6从根本上解决IP不够用的问题
网络号主机号
一个两个不同的局域网之间的关系(图解
子网掩码 几个特殊的IP 回环IP
广播地址:主机地址全为1的IP192.168.0.255
主机地址为十进制1的IP网关IP 主机地址为0的IP 路由地址选择 IP协议其实是工作在网络层的协议。 关于什么是网络层已经在这一篇文章当中提到了。
初识网络IP、端口、网络协议、TCP-IP五层模型_革凡成圣211的博客-CSDN博客TCP/IP五层协议详解https://blog.csdn.net/weixin_56738054/article/details/128666970?spm1001.2014.3001.5501 它主要负责地址管理和路由器选择。 IP协议报头
下面来一张图看看ip报文下面将说几个常见的属性 4位版本号 版本号这里的取值只有两个一个是4另外一个是6分别代表ipv4和ipv6。 本文章目前讨论的就是ipv4。 4位首部长度 描述了ip报头有多长。IP报头和TCP报头一样也是包含了选项部分的长度选项的长度是变化的最短可以为0也就是可有可无的。 4位首部长度的单位也是4字节。当首部长度位15的时候可以经过下面的运算得出IP报头长度和选项长度。 8位服务类型(TOS) 这里说是8位其实实际上只有4位对应4种形态。 这4位当中只有1位可以表示1其他都是0。 这4种形态分别是: 最小延时、最大吞吐量、最高可靠性、最小成本。 实际开发当中就可以根据需要来切换IP的模式达到最优的效果。 16位总长度 描述了一个IP数据包的长度。一个IP数据包包含了两部分 IP报头IP载荷。这两个部分合起来就是一个IP报文的总的长度。 所以IP载荷部分长度16位总长度-4位首部长度。 IP拆包 IP报头当中有一个属性——16位首部长度。这难道代表IP数据报的最大长度就是64KB吗 并不是的当一个IP报文的总长度如果达到了64KB之后就会在网络层进行拆包把一个数据拆成多个IP数据报然后发送给数据链路层。各自以数据帧的方式进行传送 在接收方接收这个IP报文的时候会再次把这两个IP数据报进行解析然后再合并成一个IP报文传送给接收方传输层。 这就好像一个电梯的载重是9吨如果一个货物重10吨那么就只能分成多次进行运送了。 然后运送到目标楼层之后在进行拼装组合。 和UDP不一样的是UDP虽然也有大小限制(64KB)但是一旦超过了这个限制只能由 程序员手动拆包。并不像IP协议一样可以自动拆包。 16位标识、3位标志、13位片偏移 8位生存时间(TTL)
一个数据报在网络上能够传输的最大时间。这个时间的单位不是秒而是次数
当初始化之后在链路上面进行传输的时候每经过一个路由器TTL的值就-1。 如果TTL的值减为0之后还没有到达目标此时就认为这个数据永远也到达不了了于是这个IP报文就会被丢弃。 8位协议 8位协议指明了此处的IP协议的载荷当中的传输层协议是什么例如指明了是TCP还是UDP的协议。 16位首部校验和
仅仅根据首部的特点计算出它的校验和并不需要根据整个ip报头再计算一次。
原因IP载荷已部分已经有对应的协议校验过了无需再次校验。 如果校验和不一致直接丢弃 IP地址功能 IP有两个功能一个是网络地址管理另外一个是路由器选择。
下面首先谈一下IP是怎样进行网络地址管理的
网络地址管理
32位源ip32位目的ip 此处看到的IP地址是一个32位的整数。但是我们平时看到的ip地址好像就是a.b.c.d这样的格式的数字。 我们一般期待每一个网络设备的ip地址都不一样。32位也就是代表了42亿9千万个数字。 但是如果放在整个世界的网络设备当中42亿9kw这个数字远远不够用 为了解决这个问题于是就有了如下的解决方案: 方案一:动态分配ip地址 此时哪些设备需要网络哪一些设备就连上网络。但是这是一个治标不治本的方式。无法彻底解决ip地址不够用的问题。 方案2:NAT网络地址转换(使用一个ip代表一批设备) 在NAT背景下就把IP地址分为两个大类: 大类1:内网IP私有ip 什么样的IP可以代表内网IP呢 有以下这三种IP ①10.*开头的IP地址 ②172.16.*~172.31.*; ③192.168.* 只要IP地址属于这三类当中的某一类那么就一定属于私网IP 大类2:外网IP公网IP 除了大类1范围以外的IP地址都属于公网IP NAT要求公网IP必须是唯一的不可以重复。 私网IP可以在不同的局域网内重复出现但是不可以在同一个局域网内重复 如果某个私网想要访问公网那么就需要使用NAT(路由器)把IP地址进行映射从而完成网络访问。同样地不同局域网下面的设备也无法直接访问。 同一个路由器下面的所有设备的公网ip都是一样的。
使用IPV4NAT动态分配的技术是目前来说比较广泛使用的方式。 小明说我的电脑的IP地址是192.168.2.3 小红说我知道你的电脑的IP啦我可以黑你 小明你只知道我的私网IP无法知道我的公网IP也就是我家的路由器的IP。就算你知道了我家路由器的IP也只能黑我的路由器呀哈哈。你永远黑不到我的电脑噢~ 方案3:使用ipv6从根本上解决IP不够用的问题 对于ipv4它使用的是32位也就是4字节来表示ip地址。 下图是ipv4的 关于ipv6它是使用了128位也就是16字节来表示ip地址。 128位可以表示的无符号范围为(0,2^128-1)。这一个数字(大约是42亿的4次方)可以表示足够多的ip地址了。 网络号主机号
如果一个ip地址为192.168.10.1(本主机的私网地址)。
那么网络号为192.168.10(也就是前三位)主机号为最后一位1。
那么也就意味着一个局域网下面的所有网络设备它们的网络号都是192.168.10。 一个两个不同的局域网之间的关系(图解
①同一个路由器都拥有两个接口一个是WAN口(连接其中一个局域网);
另外一个是LAN口(连接另外一个局域网)LAN口一般用于连接和这个路由器相连的网络设备。
也就是LAN口的网络号和各个主机的网络号一致。 ②路由器连接的另外一个光猫 这个光猫的LAN口编号和路由器的WAN口编号处于同一个局域网内部。 子网掩码 如上图一个子网掩码就是255.255.255.0
子网掩码也是一个32位的整数如上图表示就是:1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000
左侧都是1右侧都是0。1的部分描述了IP地址的网络号最多有多少位。
255.255.255就是网络号的最大值了。 几个特殊的IP 回环IP 127.*的IP地址为本机回环IP通常是127.0.0.1这个IP地址通常用于测试本机的应用程序。例如手写一个客户端——服务端程序的时候用于测试是否可以连通网络。 广播地址:主机地址全为1的IP192.168.0.255 主机地址为一个ip地址最后一个.往后的部分。例如在上面的IP地址当中255就是这个IP地址的主机地址255的用二进制表示就是11111111 这里的全为1并不是十进制的1而是二进制的1。 如果使用UDP协议往这个地址上面发送数据报那么整个局域网的所有设备都可以收到。 主机地址为十进制1的IP网关IP
当一个通信设备的IP地址为192.168.0.1.......或者192.168.3.1
也就是主机号为1的时候这个通信设备就通常是一个网关
网关可以理解为一个局域网的入口
例如下图当中的LAN口就是一个局域网是入口: 主机地址为0的IP 例如123.45.67.0 主机IP为0说明这个IP地址代表了一个局域网的IP。 路由地址选择 这是IP地址的第二个功能。 每一个路由器都会保存一定的周围设备的信息这部分信息被称为(路由表)。 每次有一个IP数据报经过路由器就需要匹配路由表看一看接下来咋走。 如果路由表上面有匹配的项就会往这一个匹配的项走。 以上内容只是简单了解一下路由器选择具体内容可以参考网络。
