注：本文首发于稀土掘金。该平台的作者 逐光而行 也是本人。

背景知识——网络层的设计原则（意译）

• 保证它能跑起来

在没有确定它一定能跑起来之前不要急着最终确定标准

• 简单
• 有明确的选择

做同一件事情只需要通过一种方式

• 利用模块化

模块分离，一个模块出现问题不影响其他

• 简单、通用、灵活以适应不同环境
• 避免静态选项和参数

如果一定会用到参数，也最好是收发双方协商好一个值，而不是写死了的固定的参数

• 设计不需要十全十美

好的设计是满足大多数人的要求，如果有人有一些奇怪的、特殊的要求，就让他们自己想办法

• 对发送给别人的信息要高要求，对收到的信息可以容忍有瑕疵

严以律己，宽以待人

• 要考虑规模

如果系统的规模是百万甚至亿级规模的，不要再用中心化的数据库，一定要考虑负载均衡的问题

• 考虑性能和成本

IP地址

IPv4头部

可以这么记忆：
头部的必备部分分为五行：

• 第一行是与包的长度相关
• 第二行是成帧相关
• 第三行是传输相关
• 第四行是源地址，第五行是目标地址

下面是对各部分的详细解读：

version:版本号

是ipv4还是ipv6

IHL：ip header length

头部大小=IHL(10)x4

IHL的取值范围为5\~15
所以对应头部大小取值范围为20\~60

Differentiated service

total length：整个数据报的大小

total length=头部大小（IHL(10)X4）+数据部分

identification

来自同一个包的帧有相同的值

我的理解：便于组装

DF、MF、fragment offset作用

• DF:don't fragment,所以为1时不分片
• MF:more fragment，所以为1时分片未完，为0时分片结束
• fragment offset:确定fragment在包中的位置

这个标志位有13位，表示单个packet最多可容纳2^13个fragment
(回顾：total length是16bit，其实很逼近了）

time to live

最大为255.
递减规则：

• 按秒递减
• 每经过一跳（指从一个路由到另一个路由）
• 当长时间在一个路由的队列中等待，应急速递减

值为0时该包解体，并回传警告包给源主机

协议

在接收方传到上层的什么协议 TCP or UDP?

optional

注意：现在一般不怎么讲这个，因为很多路由不认，了解即可

• security:一般会被路由忽略，还有种此地无银三百两的意味，让有心人知道它很重要
• strict source routing:指定完全路径
• loose source routing:类似于公交车一定得经过某几个站点一样，此处一定得经过某几个路由
• record route:告诉路由加上它的ip地址到包里
• timestamp:告诉路由加上它的ip地址+时间戳

参考书籍

《计算机网络 第五版》Andrew等著（小蓝书）