三、网络层_网络层包括哪些「建议收藏」

IP协议

IP协议格式

• 版本：若为IPV4则为4，若为IPV6则为6。
• 首部长度：单位为4个字节。最小为5，最大为15。所以首部最小长度为20个字节，最大长度为60个字节。
• 服务类型：Qos用，目前不怎么用。
• 总长度：字节为单位，最多可以传送65535字节的IP数据包。若超过该长度，需要分片。
• 标识：唯一记录了一个IP包的ID，具有同一个ID的IP分片将会重新组装
• 标志：后两位才有用，最低位表示后面是否还有分片【MF：more fragment】，倒数第二位表示是否允许分片【DF：don’t fagment】。
• 片偏移：表示每个分片在整个数据包中的相对位置，用于重组。
• 生存时间TTL：经过一个路由器减一。字段值为0时，数据报被丢弃，并且发送ICMP报文通知源主机。目的是防止数据报在选路时无休止地在网络中流动。
• 协议：区分上层协议。表示数据字段装载的是传输层的哪一个协议，包括tcp、udp、ICMP、IGMP。
• 首部校验和：仅对IP首部进行校验。【tcp、udp、ICMP、IGMP：对首部和数据进行校验】
• 源地址：IP地址
• 目的地址：IP地址
• 可选字段：可选字段
• 填充

IP分片

当一个IP数据报，需要进行发送时需要先进行判断从哪个网络接口进行发送（选路），然后获得需要进行发送的接口的MTU值，和数据报大小进行比较，如果数据报大小大于MTU那么此时就需要进行分片，数据分片后，到达下一路由器或主机，会根据报头进行重组（注意下一站就会进行重组，而不是在到达目的地重组，）然后再转发时会进行相同的步骤，整个过程对传输层透明。

在这里需要注意的是数据报在发送端没有分片，在中间路由过程中是有可能会发生分片的，因此在不想分片时需要考虑路径MTU。另外在分片时会为每个分片添加IP首部。

片偏移以8个字节为偏移单位。这就是说，每个分片的长度一定是8字节（64位）的整数倍。

一数据报的总长度为3820字节，其数据部分为3800字节长（使用固定首部20字节），需要分片为长度不超过1420字节的数据报片。试给出分片后每个数据报片相关字段的值（包括MF、DF、片偏移）。

如何避免IP分片？

为什么需要避免IP分片？
网络层没有超时重传机制，如果在网络层对数据报进行分片，只要有一个分片丢失，那就需要依赖传输层进行重传，因此所有的分片都需要重传一遍，这个代价是巨大的。

除此之外还存在一些问题：分片经过路由器的时候，是不适合重组

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