10-网络层，IP协议
1.关于ip协议
IP：Internet protocol 因特网协议
2.IP报文结构
1）版本version：标明IP报文的版本（ v4 或 v6），目前主要使用的是ipv4
2）头部长度header length：头部长度，也就是ip协议头部总共20个字节，5个字乘以每个字4个字节等于20个字节；
3）总长度total length：ip头长度和上层数据长度之和
ip协议的上层是传输层、应用层，上层数据就是这些层的各种协议数据；
ip下层的数据链路层的以太网协议中有个MTU概念：最大传输单元，每次发送数据的最大值，默认值为1500B；
也就是说：一帧数据默认最大值为1500B；
因此总长度通常不会大于1500，如果需要传输超过1500个字节的数据时会涉及到分片机制；
4）标识、分段标志、分段偏移
这三个字段和分片机制有关（ipv6没有这几个字段）
分片：当数据包的大小超过数据链路层的MTU就需要分成多份数据包传输
1】分片机制：
例如：要发送的数据有1000B，路由器的MTU为400B；
需要将1000B切割成三个包：两个400B和一个200B；
这三个包在到达目的地后需要拼接起来；
在传输过程中，这三个包的到达顺序、是否连续（中间有其它包）都是不确定的；
在目标主机收到数据包后如何拼接就需要用到（标识、分段标志、分段偏移）这三个字段；
2】分片之后重组
依靠：标志 identification
标识符 flags
片偏移 fragment offset
标志：用来标识同一个数据包（标志相同的分片会组成一个完整的数据包）
标识符：
保留 ：未使用
分段：分段位如果置1，表示不能分片 （遇到超过MTU的直接丢弃）
例如：当ping -f 时，分段位会置1，如果发送超过MTU的数据时，因为无法分片导致无法发出去，数据会直接丢弃；
更多分段：更多分段位如果置1，表示后面还有分片（未置1表示这是最后一个分片）
片偏移：说明该数据包在重组后的位置
5）TTL：time to live 生存时间 （生命值）
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防止数据包在网络中无休止的传递（防环）
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每经过一次路由（路由转发）TTL值就会减1
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当TTL值=0，丢弃数据包，并告诉源地址
可以用ping命令看到ttl；
常见的默认ttl值：255、64、128；由操作系统决定的；
1】ttl的机制
例如：
主机A发送数据到主机B，ttl设置为255；经过了2个路由器；
数据包每经过一次路由，ttl会减去1；
到主机B时ttl会变成253；
如果ttl在发送过程中为0，则不会发送数据，并且报告ttl为0时的设备ip地址；
例如：
A的ttl=2，经过路由器R1，ttl-1，此时ttl=1；
继续经过路由器R2，ttl-1，ttl=0；
R2发现ttl=0后，不会再继续发送数据包了；同时会将信息回复给源头A，告诉A，你的数据不会再继续发送了；
2】ttl的作用
ttl可以用来防止环路：
例如：由于网络设配安装错误，导致路由器R1发送给R2，而R2发送给R1；
导致的结果时，数据包无限制的在R1和R2两个路由器之间发送；浪费资源；
有ttl之后，即使有环路，当ttl归0后数据将不再发送；
利用TTL特性，可以实现路由跟踪技术，排错的重要方法之一
相关命令：ping -i 或 tracert -d
ping -i 命令可以指定ping命令发送的数据包的ttl的值；
例如：ttl为1
ping -i 1
利用ttl归0时，路由器会返回自己的ip地址，当ttl设为1时，会得到一个ip地址，这个ip地址通常是网关的ip地址；
同理：得到第二个路由设备的ip地址；
用ping一次次改ttl来追踪路由太麻烦；
tracert命令能直接显示所有路由；
tracert每一次发送3个icmp包，因此每条回复前有3个延时毫秒数；
例如：第一次发送3个ttl=1的ping，第二次发送3个ttl=2的ping，以此类推；
有时会出现*和请求超时，是因为有些设备有ping的保护机制，ping太频繁了不做回应，或开了ping防火墙；
6）Protocol 协议：用来标识上层使用的协议
常见的协议号：
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协议号
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1.ICMP 因特网控制报文协议
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2.IGMP 因特网组报文协议
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6.TCP 传输控制协议
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17.UDP 用户数据报协议
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41.IPV6 因特网v6
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47.GRE 通用路由封装协议
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89.OSPF 开放式最短路径优先
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103.PIM 协议无关报文
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112.VRRP 虚拟路由冗余协议
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