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文章目录
知识点
IP协议简介
- IP是整个TCP/IP协议族的核心，也是构成互联网的基础。IP位于TCP/IP模型的网络层（相当于OSI模型的网络层），对上可载送传输层各种协议的信息，例如TCP,UDP等；对下可将IP信息包放到链路层，通过以太网，使用各种技术来传送
主要功能
IP分组规则
IP转发规则
IP协议格式
4位版本号
指定IP协议的版本，对于IPv4来说，就是4，对于IPv
6来说，就是6
4位首部长度
4bit相当于0-15，IP头部最大长度为60字节，根据可选字段来变化
8位服务类型
3位优先权字段(已经弃用)，4位TOS字段，和1位保留字段（必须置位0），4位TOS分别表示 最小延时，最大吞吐量，最高可靠性，最小成本，这四者相互冲突，只能选择一个服务类型
16位总长度
IP数据包整体占多少个字节
例如TCP数据包的长度，在TCP协议头本身中没有，要搭配IP协议来确定，IP的总长度-IP报头 = TCP包长度
再减去TCP报头就是应用层数据长度
16位标识
唯一的标识主机发送的报文，如果IP报文在数据链路层被分片了，那么每一个片里面的这个id都是相同的(用来区分那些个小包属于同一个大包)
3位标志字段
第一位保留(保留的意思是现在不用，但是还没想好说不定以后要用)第二位是1表示禁止分片；这时候如果报文长度超过MTU，IP模块就会丢弃报文。第三位表示“更多分片“，如果分片了的话，最后一个分片置为1，其他是0，类似于链表中的尾节点null
13位片偏移
是分片相对于原始IP报文开始处的偏移，其实就是在表示当前分片在原报文中处于在哪个位置，实际偏移的字节数就是这个值*8而得。因此，除了最后一个报文之外，其他报文得长度必须是8得整数倍
8位生存时间
数据报到达目的地得最大报文跳数，一般是64，每次经过一个路由，TTL-1,一直减到0还没有到达，那么就丢弃了，这个字段只要是用来防止出现路由循环问题
8位协议
表示上层得协议类型
16位头部校验和
使用CRC进行校验，来鉴别头部是否损坏
32位源地址和32位目标地址
表示发送端和接收端
4个字节
32位比特
点分十进制，8个为一组，2的八次方，0-255
选项字段
不定长，最多40字节
地址管理(网段划分)
IP地址的数量限制
- 动态分配IP地址：只给接入网络的设备分配IP地址，因此同一个MAC地址的设备，每次接入互联网中，得到的IP地址不一定是相同的
- NAT技术
- IPv6.IPv6和IPv4是两个互不兼容的协议，IPv6使用16字节128位来表示一个IP地址，但目前还没有普及
NAT技术
- NAT技术是解决当前IP地址不够用的主要手段，是路由器的一个重要功能
- NAT IP转换过程
NAPT
- 那么问题来了，如果局域网内，有多个主机都访问同一个外网服务器，那么对于服务器返回的数据中，目的IP都是相同的，那么NAT路由器如何判定将这个数据包转发给哪个局域网的主机？这时候NAPT来解决这个问题。使用IP+port(端口号)来建立这个关联关系
这种关联关系也是由NAT路由器自动维护的。例如在TCP的情况下，建立连接时，就会生成这个表项；在断开连接后，就会删除这个表项 - NAT技术缺陷
- NAT和代理服务器
路由器往往都具备NAT设备的功能，通过NAT设备进行中转，完成子网设备和其他子网设备的通信过程。代理服务器看起来和NAT设备有点像，客户端向代理服务器发送请求，代理服务器将请求转发给真正要请求的服务器，服务器返回结果后，代理服务器又把结果回传给客户端
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