《网络协议从入门到底层原理》笔记（五）网络层、网络层首部

第一章网络层概述

网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。
网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个分组（即 IP 数据报）独立发送，与其前后的分组无关（不进行编号）。
网络层不提供服务质量的承诺。即所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序（不按序到达终点），当然也不保证分组传送的时限。

由于传输网络不提供端到端的可靠传输服务，这就使网络中的路由器可以做得比较简单，而且价格低廉（与电信网的交换机相比较）。
如果主机（即端系统）中的进程之间的通信需要是可靠的，那么就由网络的主机中的运输层负责可靠交付（包括差错处理、流量控制等） 。
网络的造价大大降低，运行方式灵活，能够适应多种应用。

网络层数据包（IP数据包，Packet）由 首部、数据 两部分组成
数据：很多时候是由传输层传递下来的数据段（Segment）

第二章网络层首部

版本（Version）

占4位
0b0100：IPv4
0b0110：IPv6

首部长度（Header Length）

占4位，二进制乘以4才是最终长度
0b0101：20（最小值）
0b1111：60（最大值）

区分服务（Differentiated Services Field）

占8位
可以用于提高网络的服务质量（QoS，Quality of Service），这个了解即可

总长度（Total Length）

占16位
首部 + 数据的长度之和，最大值是 65535字节
总长度必须不超过最大传送单元MTU

标识（Identification）

占16位
数据包的ID，当数据包过大进行分片时，同一个数据包的所有片的标识都是一样的
是一个计数器专门管理数据包的ID，每发出一个数据包，ID就加1

标志（Flags）

占3位
第1位（Reserved Bit）：保留
第2位（Don’t Fragment）：1代表不允许分片，0代表允许分片
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：字节偏移（wireshark显示的是字节偏移）
每一片的长度一定是8的整数倍

IP数据报分片

一数据报的总长度为 3820 字节，其数据部分的长度为 3800 字节（使用固定首部），需要分片为长度不超过 1420 字节的数据报片。
因固定首部长度为 20 字节，因此每个数据报片的数据部分长度不能超过 1400 字节。
于是分为 3 个数据报片，其数据部分的长度分别为 1400、1400 和 1000 字节。
原始数据报首部被复制为各数据报片的首部，但必须修改有关字段的值。