IP协议及地址解析协议

1      TCP/IP

1.1      五层架构

1.2      IP首部

普通的IP头部长度为20个字节，不包含IP选项字段。

版本号（Version）字段标明了IP协议的版本号，目前的协议版本号为4。下一代IP协议的版本号为6。

头部长度指IP报文头长度，占4位。

8位的服务类型（TOS，Type of Service）字段包括一个3位的优先权字段（COS，Class of Service），4位TOS字段和1位未用位。4位TOS分别代表最小时延、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用。

总长度（Total length）是整个IP数据报长度，包括数据部分。由于该字段长16比特，所以IP数据报最长可达65535字节。

标识符（Identification）字段唯一地标识主机发送的每一份数据报。通常每发送一份报文它的值就会加1。

标志位:3比特。

片偏移：13位，用于指明分片起始点对于报头起始点的偏移量；

生存时间（TTL，Time to Live）字段设置了数据包可以经过的最多路由器数目。TTL的初始值由源主机设置（通常为32或64），一旦经过一个路由器，TTL值就会减1，当该字段值为0时，数据包将被丢弃，并发送ICMP报文通知源主机。

协议字段确定在数据包内传送的上层协议，和端口号类似，IP协议用协议号区分上层协议。TCP协议的协议号为6，UDP协议的协议号为17。

报头校验和（Head checksum）字段计算IP头部的校验和，检查报文头部的完整性。

2 IP地址

每个IP地址是一个写成4个8位字节的32比特值。

IP地址唯一标示一台网络设备.最初互联网络设计者根据网络规模大小规定了地址类，把IP地址分为A、B、C、D、E五类。

2.1 特殊IP地址

a.IP地址255.255.255.255 为受限的广播地址，任何情况下路由不转发目的地址为受限的广播地址的数据报，只让数据报出现在本地网络中。

b.主机号全为1的地址为指向网络的广播地址。路由器必须转发指向网络的广播。

c.主机号全为1且有特定子网号的地址为子网广播地址，同时需要子网掩码来确定子网号。例:IP 128.1.2.255 当子网掩码：255.255.255.0 则改地址为子网广播地址；当子网掩码为255.255.254.0时 改地址不是一个子网广播地址。

d.主机号为0时，表示网络号或子网号不能占用。

2.2 子网掩码

IP地址的网络部分称为网络地址，网络地址用于唯一地标识一个网段，或者若干网段的聚合，同一网段中的网络设备有同样的网络地址。IP地址的主机部分称为主机地址，主机地址用于唯一的标识同一网段内的网络设备。

网络设备使用子网掩码（subnet masking）决定IP地址中哪部分为网络部分，哪部分为主机部分。

子网掩码使用与IP地址一样的格式。子网掩码的网络部分和子网部分全都是1，主机部分全都是0。缺省状态下，如果没有进行子网划分，A类网络的子网掩码为255.0.0.0，B类网络的子网掩码为255.255.0.0，C类网络子网掩码为255.255.255.0。利用子网，网络地址的使用会更有效。对外仍为一个网络，对内部而言，则分为不同的子网。

下期是地址解析协议（ARP跟RARP）和天马星空的现场提问，敬请期待^_^