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🍀一. IP协议报头格式

协议头格式如下：
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4 位版本号：当前 IP 协议的版本号，有 4 和 6 ，此文我们以 IPv4 为主！
4 位首部长度：IP 报头的长度。带有选项字段（可以有，也可以没有，可以有一个，也可以有多个）（0 - 15 的单位是 4 个字节！最长是 60 个字节，最短是 20 个字节）
8位服务类型（TOS）：（Type Of Service）其实有效位为 4 位，另外 4 位是保留位。

16 位总长度（字节数）：一个 IP 数据报有多长（报头 + 载荷）。载荷部分就是一个完整的传输层数据报！（比如完整的 TCP 数据报）

16 位标识：同一个包拆出来的若干个小的包，标识是一样的
3 位标识：说是 3 位，其中 1 位是最关键的，标识结束标记~，1 后面还有，0 后面没了（类似于链表的 null），还有一个标记描述是否分包了！
13 位片偏移：描述了拆出来的每个包的先后顺序

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例如网络层构造出上述数据报之后，发现载荷部分太长了，超出最大长度限制了，于是就进行拆包！

如果需要在 UDP 这里，实现拆包组包，可以参考此处 IP 的机制上述三个字段

8位生存时间（TTL）：描述了这个 IP 数据报，还能在网络上存活多久！

8 位协议：表示了传输层使用了哪个协议
16 位首部校验和：校验和和前面的校验和都是一样的，这个校验和只针对 “首部” ，而不对数据部分校验，数据部分的校验自然是传输层的协议来负责。
32位源 IP 地址和32位目标 IP 地址：表示发送端和接收端。

类似于一个包裹的传输，上述四个元素必不可少

🌻二. IP 地址

IP 地址能保证唯一性吗？

能否给每一个主机都分配一个唯一的 IP 地址呢？（最初设计 IP 协议初心是这样的），但是后来由于网络发展迅速，32 位数字表示的 42 亿 9 千万不够用了，那么该如何解决 IP 地址不够用的问题呢？

动态分配 IP 地址（DHCP）

NAT， IP 地址转换

IPv6 ：解决 IP 不够用问题的终极方案

IPv6相当于是另一个网络层的协议，和IPv4可以视为是完全不同的两个协议，而不是IPv4的升级版~~

lPv6 使用 16 字节(128位)这样的值表示IP地址了（2 ^ 128 = 2 ^ 32 * 2 ^ 32* 2 ^ 32* 2 ^ 32）（相当于 42 亿 *42 亿 *42 亿 *42 亿 *，所以 IP 地址完全够了）

IPv4 是 4 个字节（2 ^ 32）

此处还有一个很大的问题就是 IPv4 和 IPv6 不兼容的问题，现存的支持 IPv4 的网络设备(路由器,网卡，交换机…) 不一定支持IPv6。

IP 地址是一个四个字节的整数，为了更好的进行组网，对于这个 IP 地址又做出了一些更详细的划分，把一个 IP 分成两段，前一半叫做叫做网络号，后一半叫做主机号。

如何划分呢？以前是把 IP 地址分为五类，A，B，C，D，E类，但是目前这种分法很少见，现在主流的分法是 CIDR。引入了一个 “子网掩码”，通过这个来区分哪个是网络号，哪个部分是主机号，也是一个 32 位的整数，左侧都是 1 ，右侧都是 0。255.255.255.0：标记为 1 的部分，就表示了这部分 IP 是网络号

192.168.0.1 / 192.168.1.1 主机号为 .1 的 IP ，通常用来作为网关（关：入口，出口）（不是绝对的，常见的默认的情况，完全可以手动配置成其他的 IP）

192.168.0.0 / 192.168.1.0 主机号为 .0 的 IP 也就是网络号（表示当前局域网 / 网段）

192.168.0.255 / 192.168.1.255 主机号为 255 的 IP 是广播 IP（如果我们往 192.168.0.255 这个 IP 地址上发送数据，此时整个 192.168.0 这个局域网中所有的设备都会收到这个包）

127.0.0.1 / 127.* 环回 IP（表示主机自己），每个主机上都有表示一个虚拟的表示环回 IP 的网卡