IP服务

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

无状态：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、接收都是相互独立、没有上下文关系的。
- 优点：简单高效，无需为状态分配资源信息，也不需要传递状态信息。（UDP、HTTP也是无状态）
- 缺点：无法处理乱序和重复的数据报
无连接：IP通信双方都不长久的维持对方的信息。这样，上层协议每次发送数据时，都要指定对方IP地址
不可靠：不能保证IP数据报能准确的发送到目的端。
- 当中转路由器发现一个IP数据报在网络上存活时间太长了，就会将其丢弃，并发送一个ICMP错误信息给发送端。
- 当接收端通过校验和发现IP数据报出现错误，接收端将其丢弃，并向接收端发送一个ICMP错误信息给发送端。

IPv4头部结构

IPv4头部通常为 20 字节，除非含有可变长的选项部分。
网络知识总结----（二）IP协议详解

4位版本号：指定IP协议的版本。IPv4 值为 4
4位头部长度：标识该IP头部有多少个32bit（4字节）。4 位长度最大为 15，所以IP头部最长是 60 字节
8位服务类型：3位优先权字段（已忽略），4位TOS字段和 1 位保留字段（必须置0）。4位TOS分别表示：最小延时、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用。
16位总长度：整个IP数据报的长度，字节为单位，因此IP数据报的最大长度为65535（2^16-1）。超过了MTU限制，将会分片传输。
16位标识：唯一的标识主机发送的每一个数据报，同一个数据报的所有分片具有相同的标识值。
3位标志：第一位保留，第二位（DF，Don’t Fragment）表示禁止分片，第三位（MF，More Fragment）除数据报的最后一个分片，其它分片都为 1
13位分片偏移：分片相对原始IP数据报的偏移。实际是该值左移三位（乘8）得到的。所以除最后一个分片每个IP分片数据部分长度位8的整数倍。
8位生存时间
8位协议：用来区分上层协议
16位头部校验和：有发送端填充
32位源/目的端IP地址：不改变
选项（最多40字节）：1. 记录路由 2.时间戳 3.松散源路由选择 4.严格源路由选择

当IP数据报长度超过帧的MTU时，IP数据报将被分片传输。分片可能发生在发送端、中转路由器或传输过程中，但最终在目标机器上被内核IP模块组装。
以太网帧的MTU：1500字节，IP数据报长度超过1500字节进行分片传输。

决定发送数据报到目标机器的路径，通过查表的方式选择下一跳的位置。
路由表：包含IP地址，子网掩码，网络接口
路由方式：目的IP与子网掩码进行与操作，如果发现有某个表项匹配，就直接从该网络接口中继续转发数据，如果没有找到匹配的表项，直接走默认表项（下一跳表项）。