IP头以及头的各部分含义

我们来看一下IP的头的结构：

IP的头每行有32位，分为版本，头长度，区分服务等十多项内容。

第一个版本，记录IP头为IPv4的头还是IPv6的头。如果是IPv4的头往往为4，如果是IPv6的头则是6. 第二个IHL为IP Head Length’ 也就是头长度，以字节计数。区分服务指的是对于不同的类型的数据包，采用不同的服务方式。举个例子，对于语音数据，优先传递比无误传递更重要；但是对于文件，就正好相反。所以对于不同的数据包，在区分服务这里会有标识，表明不同种类的包，给予的服务是不同的。总长度是头长度加上报文信息长度的总和，最大不能超过65536字节。

标识（identification）的用途是让目标主机确定一个新到达的分段是哪一个数据流的。同一个数据流所有包都是一个相同的标识。DF/MF以及分段偏移量往往在一起使用。我们知道有时候数据包太大了不能通过网络的MTU，这个时候就需要分段处理。如果DF=0，那么标识不允许分段；DF=1则是表示这个数据包允许分段。MF=0表示分完段之后这个数据段是整个包的最后那段，MF=1则是不是最后段的标志。分段偏移量就是指数据和第一位的数据的偏移量。注意，这个分段偏移量的单位是8字节,不是8比特。

生存期是起到了避免循环路由的作用。设置生存期，每经过一个路由器生存期都减一，到0就会抛弃，这样避免网络中报文数量不断增加。协议则是IP用于指明这个包属于哪个进程（比如说是TCP还是UDP）,这为之后上交给网络层提出了参考。头校验和是为了防止头出错的，通过校验和来判断是否传输有误。

源地址和目的地址就是指传送方和接收方的IP地址是多少。

选项是一个非常有意思的部分，它为了后世的开发者提供了这样一种可能：完善IP中之前没有的部分，新添加的功能在IP选项（IP options）中添加。比如说下面的功能：

安全性指的是信息的私密程度。比如军用信息，安全性肯定是最高的。比如美国五角大楼的消息肯定不会让他经过伊拉克等等，这些都是安全选项做的事情。严格源路由制定的是从源主机到目标主机的完整路径选项。数据包必须严格按照这个指定路线进行传输。与此对应的是松散源路由，信息也需要经过它规定的那些地址传输，但是在相邻两个路由器之间允许经过没有规定的IP地址。记录路由则是记录自己所经过的所有地址，这样有一个好处：可以追送路由路径选择算法的错误。时间戳和记录路由比较像，除了记录自己走过的地址，还记录走过这个地址的时间。这对于拥塞控制是有益的，因为两个时间相减就是对于这条链路花费的时间，时间过长这说明这个链路拥塞严重，路由器据此来调整路由选择的结果。

IP选项往往有40个字节，它对于功能拓展有着重要作用。

图片来自《计算机网络》第五版清华大学出版社

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