IP协议

概述

IP协议是TCP/IP协议族的动力，它为上层协议提供无状态、无连接、不可靠的服务。

无状态（stateless）是指IP通信双方不同步传输数据的状态信息，因此所有IP数据报的发送、传输和接收都是相互独立、没有上下文关系的。这种服务最大的缺点是无法处理乱序和重复的IP数据报。

虽然IP数据报头部提供了一个标识字段（见后文）用以唯一标识一个IP数据报，但它是被用来处理IP分片和重组的，而不是用来指示接收顺序的。

无连接（connectionless）是指IP通信双方都不长久地维持对方的任何信息。这样，上层协议每次发送数据的时候，都必须明确指定对方的IP地址。

不可靠是指IP协议不能保证IP数据报准确地到达接收端，它只是承诺尽最大努力（best effort）。很多种情况都能导致IP数据报发送失败

4位版本号（version）指定IP协议的版本。
4位头部长度（header length）标识该IP头部有多少个32 bit字（4字节）。因为4位最大能表示15，所以IP头部最长是60字节。
16位总长度（total length）是指整个IP数据报的长度，以字节为单位，因此IP数据报的最大长度为65 535（2^16-1）字节。但由于MTU的限制，长度超过MTU的数据报都将被分片传输，所以实际传输的IP数据报（或分片）的长度都远远没有达到最大值。接下来的3个字段则描述了如何实现分片。
8位生存时间（Time To Live，TTL）是数据报到达目的地之前允许
经过的路由器跳数。TTL值被发送端设置（常见的值是64）。数据报在转发过程中每经过一个路由，该值就被路由器减1。当TTL值减为0时，路由器将丢弃数据报，并向源端发送一个ICMP差错报文。TTL值可以防止数据报陷入路由循环
8位协议（protocol）用来区分上层协议。/etc/protocols文件定义了所有上层协议对应的protocol字段的数值。其中，ICMP是1，TCP是6，UDP是17。/etc/protocols文件是RFC 1700的一个子集