IPv4 首部结构与功能

服务类型字段（Type of Service (TOS)）用于指定数据包在传输过程中的处理优先级和服务质量（QoS）
ToS字段是IPv4头部中的一个8位字段（1字节），其结构如下：

位	8	9	10	11	12	13	14	15
作用	优先级	优先级	优先级	延迟	吞吐量	可靠性	保留	保留

位	8 DSCP	9 DSCP	10 DSCP	11 DSCP	12 DSCP	13 DSCP	14 ECN	15 ECN
作用	服务质量	服务质量	服务质量	延迟	吞吐量	可靠性	拥塞控制	拥塞控制

共16位，表示从数据包的开始到结束的整个长度，单位是字节（Bytes）。

16位，用于分段

一个数据包因为大小超过MTU而被分段，所有分段都会有相同的标识符
当接收端收到分段后，标识符字段帮助它识别哪些分段属于同一个原始数据包。接收端会根据标识符和片偏移（Fragment Offset）字段，将这些分段按照正确的顺序重新组合起来，恢复成原始的完整数据包。

3位字段，通常与 片偏移（Fragment Offset） 字段一起使用。
管理是否分段，是否为最后一个分段：

位	0	1	2
作用	保留	是否分段	更多分段

位0（保留位，Reserved Bit）：
这个位通常被设置为0，按照规定它不应该被使用。因此，位0应该是保留的位。
位1（是否分段位，Don’t Fragment, DF）：
- 如果该位被设置为 1，表示该数据包 不允许分段。即，数据包大小不能超过网络的最大传输单元（MTU）。
- 如果该位被设置为 0，表示数据包 可以分段，如果数据包过大，路由器可以将其分段后传输。
位2（更多分段位，More Fragments, MF）：
- 如果该位为 1，表示当前数据包是一个 分段包的后续部分，即数据包后面还有其他分段。
- 如果该位为 0，表示当前数据包是 最后一个分段，没有更多的分段。

13位 字段，主要用于标识数据包每个分段在 原始数据包中的位置。

单位：偏移量的单位是 8字节，因此实际偏移量是 “字段值 × 8” 字节。
范围：由于是13位字段，偏移量的最大值为 8191，即最大的偏移量为 8191 × 8 = 65528字节。因此，IPv4数据包的分段最多可以支持 65528字节 的数据。

8位字段，用于指定数据包在网络中能够传输的最大跳数。

作用：
- TTL用于防止数据包在网络中无限循环。每当数据包经过一个路由器（跳数增加），TTL值会减1。
- 当TTL值减到0时，数据包会被丢弃，并向源主机发送一个 ICMP 超时错误消息，告诉它数据包未能送达目的地。
初始值：
- 通常，源主机会为TTL字段设置一个初始值，常见的初始值有 64、128 和 255，具体值由操作系统或设备设置。
最小值：
- 1（即TTL=1时，数据包经过一个路由器就会被丢弃）。
最大值：
- 255。

8位字段，用于指定上层协议（如 TCP、UDP、ICMP）。

16位 字段，用于检查IPv4头部是否在传输过程中发生了错误。

作用：
- 校验和由发送方计算，由接收端验证。
- 如果两者相同，表示头部没有错误；如果不同，表示头部数据可能在传输过程中损坏，接收端会丢弃该数据包。
计算方法：
- 校验和是通过将IPv4头部的所有16位字节逐个相加，再将和取反得到的。
- 注意：计算校验和时，不包括数据部分，只是针对IPv4头部进行计算。
校验和字段的特点：
- 校验和仅用于IPv4头部的完整性验证，不涉及数据部分。
校验和的作用：
- 确保数据包在传输过程中头部信息的正确性和完整性。如果校验和不匹配，数据包会被丢弃，重新发送。

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