聲明：本書參考自《TCP/IP詳解卷一：協議》
1.概述
IP協議是TCP/IP協議族中最核心的協議。所有的TCP、UDP、ICMP、IGMP數據都以IP數據報個數傳輸。IP提供的是不可靠、無連接的服務。
不可靠指的是它不保證將數據報送往目的地。但是當發生錯誤的時候一般會發送ICMP消息報給信源，通報信源錯誤的類型。
無連接指的是IP並不維護任何關於後續數據報狀態信息。每個數據報都是相互獨立的。這就導致同一信源發送的消息到達的順序可能會不同。
2.IP首部
如上圖所示，最高位在左邊，記爲0bit;最低位在右邊，記爲3bit。
4個字節的32bit值以下面的次序傳輸：首先0~7bit,其次8~15bit,然後16~23bit，最後是24~31bit。這種傳輸次序稱爲大端序。
各個字段說明：
①4位版本：目前協議版本號是4，因此稱爲IPv4。目前IPv6也已全部部署。。。
②首部長度：指的是首部佔32bit字的數目，包括任何選項。因此首部最長爲32*15/8 = 60字節。
③服務類型(TOS):該字段包括一個3bit的優先權子字段(現在已被忽略),4bit的TOS子字段和1bit未用位(置爲0)。 4bit分別代表最小延時、最大吞吐量、最高可靠性和最低費用。4bit只能置其中1bit。
下圖給出了不同應用的TOS值
根據應用程序對延時、吞吐量、可靠性和費用的要求而設置不同的TOS值。
④總長度指的是IP數據報的總長度，以字節爲單位。利用首部長度字段和總長度字段，就可以知道IP數據報中數據內容的起始位置和總長度了。由於該字段長16bit，故IP數據報的最大可達長度爲65535。注意將這個值和MTU區分開來，MTU是鏈路層的限制。而這個值是IP層的限制。在上份博客中，我們瞭解到鏈路層傳輸有個最小的長度，以太網這一長度是46，此字段可以幫助我們識別IP數據報的位置。
⑤標識字段唯一標識主機發送的數據報。通常每發送一份數據報其程度加1。
⑥標誌字段和片偏移字段涉及到IP數據報的分片內容。
⑦TTL(time-to-live)字段設置數據報最多經過的路由，通常每經過一層路由這個字段的值-1，設置這個字段可以防止網絡的環路。注意在防火牆中可以讓TTL字段不減，所以防火牆可以在網絡中隱形，這樣別人就不能探測有防火牆網絡的拓撲了。到TTL爲1或者0的時候，路由器會將該數據報丟棄，併發送ICMP報文給信源。
⑧協議字段用來標誌IP後面的協議類型，UDP、TCP、ICMP、IGMP等。
⑨首部檢驗和用來檢驗IP首部的內容是否出現錯誤。注意其只計算首部，不計算IP數據報中的其它內容。
⑩源IP地址和目的IP地址。
最後是選項部分。這些內容主要的定義如下：
① 記錄路徑
②寬鬆的源站選路
③嚴格的源站選路
3.子網
從上圖可以看出A和B類地址分配了相等多的主機號，但是人們在一個網絡中並不會用到這麼多的主機，所以人們把主機號再分成一個子網號和一個主機號。（注：全0或1的主機地址無效）
下面是一種子網示例
採用字節劃分的方式很容易確定子網號，但是子網的劃分並不是一定以字節爲單位。子網的劃分對外部路由器來說隱藏了內部的細節，有利於保證網絡的安全性。
子網中一個很重要的概念就是子網掩碼，子網掩碼是一個32bit的值，其中全1的bit留給網絡號，其它的留給主機號。下圖給出了B類地址的兩種不同的子網掩碼格式：
給定I P地址和子網掩碼以後，主機就可以確定 I P數據報的目的是：(1)本子網上的主機；
(2)本網絡中其他子網中的主機；(3)其他網絡上的主機。
幾組特殊的IP地址
-1表示255，注意子網號和主機號不一定是8個字節，所以140.252.13.63也可能是廣播地址。
4.兩個重要的指令
（1）ifconfig命令：查看主機上的IP以及網卡接口信息。windos下是ipconfig
（2）netstat命令：打印系統上的接口信息