一、 IP服務特點：
- 無狀態：通信雙方不同步傳輸數據的狀態信息，無法處理亂序和重複的IP數據報；IP數據報提供了標識字段以唯一標識IP數據報，用來處理IP分片和重組，不指示接受順序。
- 無連接：通信雙方不維持對方信息，上層協議每次發送數據，需指明對方IP地址。
- 不可靠：不保證IP數據報準確到達接收端。發送端檢測到發送失敗，通知上層協議，不試圖重傳。
二、 IPv4頭部結構：通常爲20字節。
- 4位版本號：指定IP協議版本。IPv4->4；其他擴展協議；
- 4位頭部長度：表示該IP頭部有多少個32bit字(4字節)。IP頭部最長60字節。
- 8位服務類型：3位優先權字段(忽略)+4位TOS字段+1位保留。4位TOS：最小延時，最大吞吐量，最高可靠性和最小費用。
- 16位總長度：整個IP數據報的長度。字節單位。最大65535(2^16-1)字節，長度超過MTU分片。
- 16位標識：唯一標識主機發送的數據報。初始值系統隨機，每發送一個數據報+1；在分片時被複制，同一個數據報的所有分片具有相同的標識值。
- 3位標誌字段：1保留+1禁止分片+1更多分片
- 13位分片偏移：分片相對原始IP數據報開始處的偏移值。
- 8位生存時間TTL：數據報到達目標地址之前的路由跳數。發送端設置，每經過一個路由-1，爲0時，路由丟棄數據報，向源端發送ICMP差錯報文。
- 8位協議字段：區分上層協議。ICMP 1；TCP 6；UDP 17
- 16位頭部校驗：發送端填充，接收端利用CRC校驗
- 32位源端IP地址和目的端IP地址：整個傳遞過程不變。
- 可變長信息：最多40字節
· 記錄路由：途徑路由器將自己的IP地址填入IP頭部選項，跟蹤數據報傳遞路徑。
· 時間戳：路由器將數據報轉發時間填入IP頭部選項，測量數據報傳輸時間。
· 鬆散路由選擇：指定路由器IP地址列表，數據報必須經過其中所有。
· 嚴格路由選擇：數據報只能經過指定路由器。
三、 IP分片：
IP數據報超過幀MTU，分片；最終在接受端，分片被IP模塊重新組裝。
IP頭部用於分片和重組的信息：數據報標識，標誌和片偏移。每個分片具有自己的IP頭部，他們具有相同的標識值，片偏移不同。最後一個分片外，其他設置MF標誌。每個分片的IP頭部的總長度字段設置爲該分片長度。
以太網幀MTU 1500字節，IP數據報攜帶的數據部分最長爲1480字節。
四、 IP路由：
數據報的路由，決定發送數據報到目標機器的路徑。
- 對數據報的頭部做CRC校驗，確認無誤分析頭部信息。
- 頭部設置源站選路選項(鬆散路由or嚴格路由)，IP模塊調用數據報轉發子模塊處理；
- 轉發子模塊檢測是否允許轉發，yes->交給IP數據報輸出子模塊；no->丟棄。
- 路由表根據數據報的目標IP地址分類，同一類型的法網相同的下一跳路由。
IP輸出隊列：存放所有等待發送的IP數據報；需要轉發的IP數據報，封裝本機上層數據。
路由表更新：通過路由協議或route命令調整路由表->IP路由策略。
路由機制：route命令 或者 netstat命令；
IP路由機制：
路由表中查找與目的IP地址完全匹配的；
路由表中查找具有相同網絡ID的網絡IP地址；
默認路由。通常意味着下一跳路由是網關。
五、 IP轉發：
修改/proc/sys/net/ipv4/ip_forward內核參數，實現主機數據報轉發。
數據報轉發操作：
1. 檢查TTL值。若爲0，丟棄；
2. 查看是否有嚴格路由選項。若設置，檢測目標IP地址是否是本機的某個IP地址，不是->發送ICMP源站選錄失敗報文給發送端。
3. 有必要，發送源站ICMP重定向報文，告訴合理的下一跳地址；
4. TTL值-1；
5. 處理IP頭部選項
6. 有必要，執行IP分片操作。
六、 重定向：
用於更新路由表。
ICMP重定向報文：
固定字段：
8位類型、8位代碼、8位校驗和；
ICMP重定向報文類型->5；
提供接受方兩個信息：
引起重定向的IP數據報的源端IP地址；
應該使用的路由器的IP地址。
根據信息斷定引起重定向的IP數據報應該使用的路由器，並更新路由表。
一般而言：主機只能接受重定向報文，路由器只能發送重定向報文。
七、 IPv6頭部結構：
40固定頭部+可變長的擴展頭部
固定頭部：
32位表示IPv4地址->點分十進制；
128位表示IPv6地址->十六進制字符串表示；”:”分割8組，每組2字節。
零壓縮法：壓縮連續全零的組，只能使用一次。
擴展頭部：每個擴展頭部類型由前一個頭部中的下一個報文頭部字段指出。