《TC/IP详解：卷I》读书笔记--第三章 IP 网际协议

3.1 引言

(1) IP在传输服务时出现错误(如，路由器的缓冲区用完了)，直接丢弃该数据报，然后 通过ICMP消息给信源端。

(2) 无连接，意思中IP不维护任何关于后续数据报的状态信息，每个数据报的处理都是独立的。不同的数据报都

      要独立地进行路由选择，可能选择不同的路线。

3.2 IP首部

1. 网络字节序

     4个字节32位按一下顺序传输：先0-7bit，最后24-31bit。这种传输顺序叫做Big endian 字节序，由于

TCP/IP首部的二进制整数也是这种传输顺序，因此也叫做网络字节序。   以其他形式存储二进制整数的机器，

如little endian格式，则必须在传输数据之前把首部转换成网络字节序。

2. IP数据报格式及首部中的各字段

(1) 目前版本协议号是4，因此IP有时也称作IPv4。

(2) 首部长度指的是首部占32bit字的数目，包括任何选项。由于它是一个4bit字段，因此首部最长为

      60个字节(15*2)。

(3) 服务类型(TOS):

(4) 总字段长度是指整个IP数据报的长度，以字节为单位。所以IP数据报最长可达65535字节。尽管最

     长可传输65535字节的IP数据报，但是大多数的 链路层都会对它进行分片。主机限制用户数据报长度

      为512字节，小于576字节。 总长度字段是IP首部中必要的内容。

(5) 标识字段唯一的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。

(6)TTL(Time to live)：生存时间字段设置了数据报可以经过的最多路由器数。通常为32或64。

(7) 首部检验和字段是根据IP首部计算的校验和码。方法： 对首部中每个16bit进行二进制反码求和。整个

     首部看成是一串 16bit的字组成。

、、、、、、、、、、算法例子

以4bit（计算方便一点，和16bit是一样的）做检验和来验证。

建设原始数据为      1100   ，   1010      ，     0000（校验位）

那么把他们按照4bit一组进行按位取反相加。 1100取反0011 ， 1010取反是0101，0011加上0101  是1000，

填入到校验位后

                                           1100   ，   1010      ，  1000

        那么这个就是要发送的数据。收到数据后同样进行按位取反相加。0011+0101+0111 =1111；全为1表示正确

  另外注意，当地一步计算校验和的时候，有可能相加后最高位会有进位，那么不能舍弃，一定要加到低位，才能是结果正确。

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3.3 IP路由选择

1. IP层在内存中有一个路由表。当收到一份数据报并进行发送时，都要对该表搜索一次。当数据报来自某个网络接口时，

   IP首先检查 目的IP地址是否为本机的IP地址之一或者IP广播地址。如果是，数据报就被送到由IP首部协议字段所指定的

    协议模块进行处理，如果不是，路由或者丢弃。

2. 路由表中的信息

   (1) 目的IP地址；

   (2) 下一站(下一跳)路由器(next-hop-router)的IP地址。

   (3) 标识。其中一个标识指明目的IP地址是网络地址还是主机地址，另一个标识指明下一站路由器是否为真正的下一站

        路由器，还是一个直接相连的接口。

  (4) 为数据报的传输指定一个网络接口。

3. IP路由选择主要完成以下功能

  (1) 搜索路由表，寻找能与目的IP地址完全匹配的表目；

  (2) 搜索路由表，寻找能与目的的网络号相匹配的表目；

  (3) 搜索路由表，寻找默认路由表的表目。

4. 路由时改变数据报注意点

 (1) 数据报中的目的IP地址始终不发生任何变化。

 (2) 数据帧中的目的MAC地址始终指的是下一站结点的MAC地址

3.4 子网寻址

3.5 子网掩码

1. 子网掩码是一个32bit的值，其中值为1的bit留给网络号和子网号，为0的bit留给主机号。

2. 给定IP地址和子网掩码以后，主机就可以确定 IP数据报的目的是：

    (1) 本子网上的主机；

    (2) 本网络中其他子网中的主机；

    (3) 其他网络上的主机。

问题：子网号不参加路由选择？？？

3.6 特殊情况的IP地址

(1) 32bit 全部为1，是受限的广播，永远不被转发

(2) 网络号正常值，主机号全为1：以网络为目的向netid广播；

(3) 以子网为目的向netid、subnetid广播；

(4) 以所有子网为目的向netid广播。