Chapter 3 IP: 网际协议

3.2节 IP首部

IP数据报格式
4位版本号：目前是4，即IPv4；
4位首部长度：首部占32bit的数目，一般等于5（20B * 8bit/B / 32bit = 5，不包括任何选择项）；
8位服务类型（TOS）字段：优先权子字段3bit，TOS子字段4bit（分别代表最小时延/最大吞吐量/最高可靠性/最小费用），未用置0位1bit；
16位总长度字段：整个数据报的长度，以字节为单位，最大为65535字节；
16位标识字段：唯一地标识主机发送的每一份数据报；
16位标识字段、3位标志字段、13位片偏移字段，都与分片有关；
8位生存时间（TTL）字段：数据报可以经过的最多路由数。每经过一个处理它的路由器，其值就减去1；字段值为0时，就丢弃数据报，并发送ICMP报文通知源主机；
8位协议字段：用于识别是哪个协议向IP传送数据；
16位首部检验和字段：根据IP首部计算的校验和码。用于检验首部在传输过程中是否发生了差错。

3.3节 IP路由选择

路由表的每一项都包含的信息：

1. 目的IP地址：一个完整的主机地址或者一个网络地址；
2. 下一站路由器（next-hop router）的IP地址；
3. 标志：IP地址标志、下一站路由器或接口标志；
4. 为数据报的传输指定的一个网络接口。

3.4节 子网寻址

以B类地址为例，16位主机号可容纳的主机数为$2^{16}-2$216−2；
全0和全1的网络号、主机号都作为保留地址，因而需要把总数减去2。
B类地址的一种子网编址为：16位网络号+8位子网号+8位主机号。

子网的特点：

1. 子网对外部路由器隐藏了内部网络组织的细节；
2. 子网划分缩减了路由表的规模；
3. 子网对于子网内部的路由器是不透明的。

3.5节 子网掩码

主机用子网掩码确定有多少比特用于子网号以及多少比特用于主机号。子网掩码中值为1的比特对应网络号和子网号，值为0的比特对应主机号。

3.7节 一个子网的例子

子网

子网的IP地址

变长子网
作者所在子网140.252.13中使用变长子网。后16位比特中，前11位为子网号，后5位为主机号。对应的子网掩码为$1111111111111111 1111111111100000=255.255.255.224=0xffffffe0$11111111111111111111111111100000=255.255.255.224=0xffffffe011位子网号中前8bit始终为十进制13。剩下的3bit中，以001代表以太网，以010代表SLIP链路。

以太网子网号（主机号五位置0）：00100000 = 32 即 140.252.13.32；
点对点SLIP链路（主机号五位置0）：01000000 = 64 即 140.252.13.64；
以太网上的广播地址（主机号五位置1）：00111111 = 63 即 140.252.13.63；

用四位十进制数字表示IP地址时，第四位数字小于64即位于子网13.32，大于64即位于子网13.64。
主机号 = IP地址第四位数字减去子网号第四位数字。
例如主机svr4的IP地址为140.252.13.34，子网号为140.252.13.32，主机号为 $34-32=2$34−32=2。