IPv4 Internet Protocol version 4 协议解析
协议头
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| Version | IHL | DSCP | ECN | Total Length |
| Identification | Flags | Fragment Offset |
| Time To Live | Protocol | Header Checksum |
| Source IP Address |
| Destination IP Address |
| Options(if IHL > 5) |
| Data |
Version 版本号 4bits
数值是4表示IPv4
IHL Internet Head Length IPv4协议头长度 4bits
这个数值表示有几个32位的数据，也就是有几个4字节，如果没有可选项，那么值是5，表示4*5=20个字节。从上图也可以看出正好5排。所以可选项是否存在也是根据IHL>5判断。
TOS Type of Service 服务类型 8bits
用来控制数据传输优先级，又分为DSCP和ECN
-
DSCP Differentiated Services Code Point 差分服务器编码点 6bits
-
ECN Explicit Congestion Notification 显示拥塞通知 2bits
TOS RFC791
实际上一开始IP协议中定义的不是这个格式，具体信息如下
Bits 0-2: Precedence.
Bit 3: 0 = Normal Delay, 1 = Low Delay.
Bits 4: 0 = Normal Throughput, 1 = High Throughput.
Bits 5: 0 = Normal Relibility, 1 = High Relibility.
Bit 6-7: Reserved for Future Use.
0 1 2 3 4 5 6 7
+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
| | | | | | |
| PRECEDENCE | D | T | R | 0 | 0 |
| | | | | | |
+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
Precedence
111 - Network Control
110 - Internetwork Control
101 - CRITIC/ECP
100 - Flash Override
011 - Flash
010 - Immediate
001 - Priority
000 - Routine
DSCP RFC1349
增加一位，表示消耗
1000 -- minimize delay
0100 -- maximize throughput
0010 -- maximize reliability
0001 -- minimize monetary cost
0000 -- normal service
DSCP RFC2474
后来标志位不够用，又重新做了定义，前面6个字节就变成了现在的样子
0 1 2 3 4 5 6 7
+---+---+---+---+---+---+---+---+
| DSCP | CU |
+---+---+---+---+---+---+---+---+
DSCP: differentiated services codepoint
CU: currently unused
类别选择代码 Class Selector Codepoints CS
由于DSCP与上面的PRECEDENCE有兼容性问题，并且可读性比较差，因为DSCP有6bits，那么就有0-63个级别，不方便判断具体的等级。所以DSCP又做了区分，前3bits定义与PRECEDENCE定义一样，在这里叫做类别选择码。定义了CS0-CS7一共8个优先级。
CS类别
对于CS又分了4个类别
| 类别 | 缩写 | 解释 | 中文解释 | 对应数值 |
|---|---|---|---|---|
| Default Forwarding | DF | which is typically best-effort traffic | 默认值，尽量转发 | 000 000 |
| Expedited Forwarding | EF | dedicated to low-loss, low-latency traffic | 加速转发，要求低丢包，低延时 | 101 110 |
| Assured Forwarding | AF | gives assurance of delivery under prescribed conditions | 保证转发，保证在规定条件下传输 | xxx xx0 |
| Class Selector | CS | which maintain backward compatibility with the IP precedence field | 向后兼容 | xxx 000 |
Assured Forwarding RCF2597
对于保证转发，又做了细分，前3bits做了4个级别，后面紧跟的2bits表示丢弃等级，可以表示3个丢弃等级
注意：这里用了5位，实际上有6位，最后一位没有意义
| 丢弃等级 | Class 1(CS1) | Class 2(CS2) | Class 3(CS3) | Class 4(CS4) |
|---|---|---|---|---|
| Low Drop Prec | AF11 001010 | AF21 010010 | AF31 011010 | AF41 100010 |
| Medium Drop Prec | AF12 001100 | AF22 010100 | AF32 011100 | AF42 100100 |
| High Drop Prec | AF13 001110 | AF23 010110 | AF33 011110 | AF43 100110 |
Explicit Congestion Notification ECN 显式拥塞通知 RFC3168
在TCP传输中，需要进行拥塞控制，实际上可以在发生拥塞之前，提前通知对方，减少数据包发送，这样就可以避免触发拥塞控制，提高网络质量。
ECT-ECN-Capable Transport 支持ECN的协议
ECT CE [Obsolete] RFC 2481 names for the ECN bits.
0 0 Not-ECT，非ECT
0 1 ECT(1)，支持ECN
1 0 ECT(0)，支持ECN
1 1 CE，遇到拥塞
01-已经发送ECN-Echo
10-还未发送ECN-Echo
Total Length 总长度 16bits
这个IP数据包总长度，包括Head，表示多少个bytes。因为是16bits，所以IPv4数据包最大是65535bytes。但是由于MTU大小一般是1500，包括Ethernet II协议也规定数据长度为1500，所以如果数据超过这个长度就需要分片了。
Identification 标识 16bits
说分片，分片就来了。这个是用来针对同一组传输数据，由于受限于Total Length，采取分片传输后，区分属于哪组分片的标识。Identification相同，并且四元组也形同，就可以认定为同一分片。
Flags 标志 3bits
标识分片状态，控制分片
- bit 0：保留，设为0
- bit 1：是否可分片 0-可分片；1-不可分片，这个标志是DF(Don't Fragment)，所以设置是反过来的。
- bit 2：是否有更多分片 0-没有更多分片，表示为最后一个分片数据包；1-还有更多分片数据包
Fragment Offset 分片偏移 13bits
第一个分片是0，这个数值表示数据处于原数据的位置偏移，偏移了多少个8bytes。最大数据是2^13 - 1=8191个8bytes，所以最大是8191*8=65528bytes，是小于IPv4最大数据长度65535的，所以是可以分片的，并且就算加上head也是合法的。
这里有一个需要注意，由于表示是偏移几个8bytes，所以分片数据必须是8bytes倍数。
Time To Live TTL 生存时间 8bits
一个数值，每经过一个路由器会减1，数值为0时，数据包丢掉。这是为了避免有数据包找不到目的地址，在网络中不断的空转，这样的包越来越多，如果不丢掉，就会耗尽网络资源。
Protocol 协议 8bits
表示当前数据包的数据部分保存的是什么协议的内容，列几个常见的
| 数值 | 协议 |
|---|---|
| 1 | ICMP |
| 4 | IP in IP 一种隧道协议把IP数据包在另一个IP中 |
| 6 | TCP |
| 17 | UDP |
详情可以参考 https://www.iana.org/assignments/protocol-numbers/protocol-numbers.xhtml
Header checksum 头部校验码 CRC 16bits
用于校验头部数据是否正确
Source address 源IPv4地址 32bits
Destination address 目的IPv4地址 32bits
Options 可选项
这个不常用，最后数据必须填充为32bits的倍数
Data 数据
https://www.firewall.cx/networking-topics/protocols/protocols-ip/164-protocols-ip-header.html
https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc791.html
https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc1349.html
https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc2474.html
https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc2597.html
https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc2481.html
https://www.rfc-editor.org/rfc/inline-errata/rfc3168.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Differentiated_services
https://support.huawei.com/enterprise/zh/doc/EDOC1100247677/d1ffff39#fig_dc_fd_qos_000501
