介绍和IPv4数据报报头

网络层是OSI模型中的第三层（从底部开始）。网络层负责在多个网络上传送数据包。网络层被认为是OSI模型的主干。它为节点之间的数据传输选择并管理最佳逻辑路径。该层包含路由器、网桥、防火墙和交换机等硬件设备，但它实际上创建了最有效通信路由的逻辑映像，并使用物理介质实现。网络层协议存在于每台主机或路由器中。路由器检查通过它的所有IP数据包的报头字段。Internet协议和Netware IPX/SPX是与网络层相关的最常见协议。 在OSI模型中，网络层响应来自其上一层（传输层）的请求，并向其下一层（数据链路层）发出请求。

网络层的职责：

数据包转发/数据包路由： 计算机网络中的节点将数据包从一个网段中继到另一个网段

无连接通信（IP）： 在分组交换网络中使用的一种数据传输方法，其中每个数据单元根据其携带的信息分别寻址和路由

数据包碎片： 拆分太大而无法在网络上传输的数据包

有两种网络传输技术，电路交换网络和分组交换网络。 电路交换机与分组交换机 在电路交换网络中，为所有数据包的传输指定一条路径。然而，在分组交换网络的情况下，每个分组可以通过不同的路径发送到目的地。

在电路交换网络中，数据分组按顺序接收，而在分组交换网络中，数据分组可能按顺序接收。

分组交换进一步细分为虚拟电路和数据报。

IPv4: IPv4是一种用于分组交换网络的无连接协议。它采用尽力而为的交付模式，既不保证交付，也不保证正确的顺序或避免重复交付。Internet协议版本4（IPv4）是Internet协议的第四次修订版，是在不同类型网络上进行数据通信时广泛使用的协议。IPv4是一种用于分组交换层网络（如以太网）的无连接协议。它通过为每个设备提供标识，在网络设备之间提供逻辑连接。根据网络类型，有很多方法可以使用各种设备配置IPv4，包括手动和自动配置。

IPv4在IETF出版物RFC 791中定义和指定。 IPv4使用32位地址进行以太网通信，分为五类：A、B、C、D和E。A、B和C类有不同的位长度来寻址网络主机。D类地址保留用于军事目的，而E类地址保留用于未来用途。

IPv4使用32位（4字节）寻址，这将提供2 ³² 地址。IPv4地址以点十进制表示法写入，它由地址的四个八位字节组成，分别以十进制表示，并以句点分隔，例如192.168.1.5。

IPv4数据报报头 标头的大小为20到60字节。

版本： IP协议的版本（4位），对于IPv4为4

赫伦： IP报头长度（4位），即报头中32位的字数。该字段的最小值为5，最大值为15。

服务类型： 低延迟、高吞吐量、可靠性（8位）

总长度： 标头+数据的长度（16位），最小值为20字节，最大值为65535字节。

识别： 用于标识单个IP数据报（16位）片段组的唯一数据包Id

旗帜： 每个1位的3个标志：保留位（必须为零）、不分段标志、更多分段标志（相同顺序）

碎片偏移量： 表示特定数据报中特定片段前面的数据字节数。按8字节数指定，最大值为65528字节。

生命的时刻： 数据报的生存期（8位），它通过限制数据包在发送到目的地之前的跳数来防止数据报在网络中循环。

协议： 数据要传递到的协议的名称（8位）

标题校验和： 16位报头校验和，用于检查数据报报头中的错误

源IP地址： 发送方的32位IP地址

目标IP地址： 接收器的32位IP地址

选项： 可选信息，如源路由、记录路由。网络管理员用来检查路径是否正常工作。

由于存在选项，数据报报头的大小可以是可变长度（20字节到60字节）。

在之前的GATE考试中，就上述主题提出了以下问题。 GATE | GATE CS 2006 |问题5 大门|大门-CS-2010 |问题15 GATE | GATE-CS-2014第3组|问题35 大门|大门CS 2015第1组|问题65

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