13 位片偏移（framegament offset）：是分片相对于原始 IP 报文开始处的偏移（确定多少个要拼接的数据包先后次序）。实在就是在表现当前分片在原报文中处在哪个位置。实际偏移的字节数是这个值 * 8 得到的。因此，除了最后一个报文之外，其他报文的长度必须是 8 的整数倍（否则报文就不一连了）。
8 位生存时间（Time To Live，TTL)：数据报到达目的地的最大报文跳数。一般是 64。每次颠末一个路由，TTL - 1，不停减到 0 还没到达，那么就抛弃了。这个字段重要是用来防止出现路由循环。
8 位协议：表现上层协议的类型（载荷部门是 TCP 还是 UDP 还是其他的协议）。
16 位首部校验和：使用 CRC 举行校验，来鉴别头部是否损坏。
32 位源 IP 地址和 32 位目的 IP 地址：表现发送端和接收端。为了让我们方便观察，把 32 位的整数通常表现成 “点分十进制”的方式。例如 192.168.2.103。
选项字段（不定长，最多 40 字节）：略。
IP 协议数据包的总长度是 64 KB，假如载荷太长，会导致 IP 协议数据包的总长度超过 64 KB，这时 IP 协议数据包会举行拆包发送，在接收端举行组包。 通过 16 位表现 + 3 位标志 + 13 位片偏移这三个属性，实现 IP 协议的拆包组包。
二、IP 地址的数目限制
IP 地址（IPv4）是一个 4 字节 32 位的正整数。那么一共只有 2 的 32 次方个 IP 地址，大概是 43亿左右。而 TCP/IP 协议规定，每个主机都需要有一个 IP 地址。这意味着，一共只有 43 亿台主性能接入网络么？实际上，由于一些特殊的 IP 地址的存在，数目远不足 43 亿。另外 IP 地址并非是按照主机台数来配置的，而是每一个网卡都需要配置一个或多个 IP 地址。
针对 IP 地址不敷用，有三种方式来办理：
动态分配 IP 地址： 只给接入网络的装备分配 IP 地址。因此同一个 MAC 地址的装备，每次接入互联网中，得到的 IP 地址不一定是相同的。
NAT 技术： 把 IP 地址，分成两个大类：（1）私网 IP（局域网内部使用）。（2）公网 IP （广域网使用）。此时约定公网 IP 唯一，私网 IP 允许在差别的局域网中重复。 虽然能上网的装备非常多，但是绝大部门都是在局域网中的。
采用 IPv6 协议： IPv6 并不是 IPv4 的简朴升级版，这是互不相干的两个协议，彼此并不兼容。IPv6 用 16 字节 128 位来表现一个 IP 地址（数目非常大，充足给世界上每一粒沙子分配一个 IP 地址），但是目前 IPv6 还没有遍及。
留意：私有 IP 地址和私网 IP 地址是一个意思。
假如一个组织内部组建局域网，IP 地址只用于局域网内的通信，而不直接连到 Internet 上，理论上使用任意的 IP 地址都可以，但是 RFC 1918 规定了用于组建局域网的私有 IP 地址。
以下为私网 IP 的开头（*表现后续任意），这三个必须要记住。 除了这三个外，其他的根本都是公网 IP（特殊的后续有列出）
10.*
172.16 - 172.31.*
192.168.*
一个路由器可以配置两个 IP 地址，一个是WAN IP，一个是LANIP（子网 IP）。路由器LAN毗连的主机，都附属于当前这个路由器的子网中。差别的路由器，子网 IP 实在都是一样的（通常192.168.1.1）。子网内的主机 IP 地址不能重复，但是子网之间的 IP
地址就可以重复了。每一个家用路由器，实在又作为运营商路由器的子网中的一个节点，如许的运营商路由器可能会有很多级，最外层的运营商路由器，WAN IP 就是一个公网 IP 了。子网内的主机需要和外网举行通信时，路由器将 IP 首部中的 IP 地址举行更换（更换成WAN IP），如许逐级更换，终极数据包中的 IP 地址成为一个公网 IP。这种技术称为NAT(Network Address Translation，网络地址转换）。假如希望我们本身实现的服务器步伐，能够在公网上被访问到，就需要把步伐部署在一台具有外网 IP 的服务器上。如许的服务器可以在阿里云/腾讯云上举行购买。
这里涉及到一个焦点问题：引入上述的公网私网 IP，如何举行通信呢？
大体分为 5 种环境：
同一个局域网内部，装备之间通信：可以通信。由于一个局域网内部的装备之间的 IP 是不能重复的，所以可以正常举行通信。
广域网装备和广域网装备之间的通信：可以通信。广域网中的装备 IP 本来就是唯一的，可以正常举行通信。
局域网 1 中的装备 A 尝试访问局域网 2 中的装备 B：这种环境不允许访问。
局域网中的装备主动访问广域网装备：可以通信。这个过程中，NAT 机制就开始发挥作用了。
广域网装备主动访问局域网装备：不允许访问。因为局域网装备 IP 地址不是唯一的。
总结：被动方的 IP 地址不是唯一的就不能举行通信。因此，假如需要举行上述的局域网装备和局域网装备之间的通信，需要搭配广域网中的服务器，举行数据转发。
3.2 内网 IP 装备访问外网 IP 装备的过程（NAT 机制）：
下面使用简化版的过程来举行讲授。主机（内网）-> 路由器-> 百度（外网） 。
运营商路由器，可以把它当作一个 NAT 装备，它会对中间颠末的数据包，举行网络地址的转化，当内网装备颠末运营商路由器访问外网的时候，就会把 IP 数据包中的源 IP，更换成它本身的 IP，端口号也会变（图中没有变）。
到达百度服务器之后，百度就会看到有一个 IP 地址为 5.6.7.8，端口号为 1234 的装备给它发送了一个哀求，百度服务器对于我的电脑真实的内网 IP 是一无所知的。
运营商路由器内部维护了一个“映射关系”，记载当前这个相应的哀求是从哪个内网中的装备发送过来的。
以上就是内网 IP 装备访问外网 IP 装备的过程。假如有多个内网装备同时访问外网，这时运营商路由器给出的 IP 地址是相同的，端口号是差别的。可以使用端口号来举行区分。
四、地址管理
通过合理设置主机号和网络号，就可以保证在相互毗连的网络中，每台主机的 IP 地址都不相同。那么问题来了，手动管理子网内的 IP，是一个相称麻烦的事情，该如何办理呢？
答：有一种技术叫做DHCP，能够自动的给子网内新增主机节点分配 IP 地址，制止了手动管理 IP 的未便。一般的路由器都带有DHCP功能。因此路由器也可以看做一个DHCP服务器。
过去曾经提出一种分别网络号和主机号的方案，把所有 IP 地址分为五类，如下图所示：
随着 Internet 的飞速发展，这种分别方案的范围性很快显现出来，大多数组织都申请 B 类网络地址，导致 B 类地址很快就分配完了，而 A 类却浪费了大量地址。例如，申请了一个 B 类地址，理论上一个子网内能允许6万5千多个主机。A类地址的子网内的主机数更 多，然而实际网络架设中，不会存在一个子网内有这么多的环境。因此大量的 IP 地址都被浪费掉了。
4.1.2 CIDR | 子网掩码：
针对上面这种环境提出了新的分别方案，称为CIDR(Classless Interdomain Routing)：引入一个额外的子网掩码（subnet mask）来区分网络号和主机号。子网掩码也是一个 32 位的正整数。通常用一串0来结尾。将 IP 地址和子网掩码举行按位与操作，得到的效果就是网络号。网络号和主机号的分别与这个 IP 地址是 A 类、B 类还是 C 类无关。
子网掩码：32 位整数。左半部门都是 1（网络号），右半部门都是 0（主机号），不会 01 交替出现。
将 IP 地址和子网掩码举行按位与操作，得到的效果就是网络号。255 分析 8 位都是 1，子网地址范围是网络号 +
主机号（最大和最小对应子网地址的范围）。
240 用 2 进制表现为 11110000，68 用 2 进制表现为 01000100。按位与就是 64，当 0100（网络号）0100（主机号），主机号最大和最小时就是子网地址范围。
可见，IP 地址与子网掩码做与运算可以得到网络号，主机号从全 0 到全 1 就是子网的地址范围。
IP 地址和子网掩码还有一种更简便的表现方法，例如140.252.20.68/24，表现 IP 地址为140.252.20.68，子网掩码的高 24 位是1，也就是255.255.255.0。
4.2 特殊的 IP 地址：
将 IP 地址中的主机地址全部设为 0，就成为了网络号，代表这个局域网（如许的 IP 表现网段，不应该分配给具体的主机）。
将 IP 地址中的主机地址全部设为 1，就成为了广播地址，用于给同一个链路中相互毗连的所有主机发送数据包（TCP 不支持广播，UDP 支持）。
127.*的 IP 地址用于本机环回（loop back）测试，通常是127.0.0.1。
五、路由选择
在复杂的网络布局中，找出一条通往终点的路线。 路由的过程，是一跳一跳（Hop by Hop）"问路"的过程。所谓"一跳"就是数据链路层中的一个区间。具体在以太网中，指从源 MAC 地址到目的 MAC 地址之间的帧传输区间。
IP 数据包的传输过程也和问路一样：当 IP 数据包，到达路由器时，路由器会先查看目的 IP。路由器决定这个数据包是能直接发送给目标主机，还是需要发送给下一个路由器。依次反复，不停到达目标 IP 地址。
那么如何判定当前这个数据包该发送到哪里呢？
答：这个就依靠每个节点内部维护一个路由表。
路由表可以使用 route 下令查看。假如目的 IP 命中了路由表，就直接转发即可。路由表中的最后一行，重要由下一跳地址和发送接口两部门构成，当目的地址与路由表中其它行都不匹配时，就按缺省路由条目规定的接口发送到下一跳地址。
假设某主机上的网络接口配置和路由表如下：
这台主机有两个网络接口，一个网络接口连到192.168.10.0/24网络，另一个网络接口，连到 192.168.56.0/24网络。路由表的 Destination 是目的网络地址，Genmask 是子网掩码，Gateway 是下一跳地址，Iface 是发送接口，Flags 中的 U 标志表现此条目有用（可以禁用某些条目），G 标志表现此条目的下一跳地址是某个路由器的地址，没有 G 标志的条目表，表现的网络地址是与本机接口直接相连的网络，不必经路由器转。
