一、引言
链路层的上层协议是网络层，IP 协议是网络层协议中的最核心协议。ICMP/IGMP，TCP/UDP 都是通过 IP 数据包传输的。IP 协议提供非可靠的（unreliable）、无连接的（connectionless）。
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非可靠的：IP 协议不能保证数据能成功的到达目的地（传输层协议保证）。当 IP 数据包在传输的过程中，发生错误，路由器的处理是丢掉该数据包，然后发送 ICMP 给该 IP 数据包的源；
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无连接的：表示 IP 协议不维护后续数据包的状态，每个 IP 数据包都是独立的，即 IP 数据包可以不按照顺序发送接收。
二、IP 数据包
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IP 版本号（Version）：IP 协议版本号，长度 4bit；目前常有 IPv4 的该域值是（0100）；
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首部长度（Head Length）：表明 IP 数据包的首部长度，长度 4bit，单位是 32bit（4 字节，图 1 中的一行），首部长度最大 15*4=60 字节，没有选填的选项，首部长度为 20 字节，该值为（0101）；
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服务类型（Differentiated Services Field）：表明该 IP 数据包选择何种优先级服务传输，长度 8bit，其中前 3bit，后 1bit 没有用的，一般为 0（000XXXX0）；有用的 4bit 部分（XXXX）表示服务类型，每一位表示一种类型，分别是
最小延迟、最大吞吐量、最高可靠性、最小代价，这 4bit 每次最多只有一位为 1，若全为 0，表示普通的传输服务； -
标识域（Identification）：唯一地标识主机发送的每一份 IP 数据包。通常每发送一份数据包它的值就会加 1；长度 16bit；
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协议类型（Protocol）： 指明上层协议类型，长度 8bit，
常用协议值 0x01-ICMP，0x02-IGMP，0x06-TCP，0x11-UDP。 -
标志域（Flags）：在 IP 数据包分片使用，长度 3bit。
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片偏移（fragment offset）：在 IP 数据包分片使用，长度 13bit。
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生存时间（Time to Live，TTL）：IP 数据包可以经过的最大路由跳转数，长度 8bit，初值一般为 0x40，IP 数据包每经过一次路由，该值 - 1，当 TTL 为 0 的时候，IP 数据包被丢弃，并发送一个 ICMP 包给该 IP 数据包的主机。
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首部校验和（Header checknum）：校验首部，长度 16bit，与以太帧的 CRC 校验不同，这个只校验 IP 数据包的首部。如果校验未通过，直接丢弃该数据包，不发送 ICMP，由上层协议来控制。
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源 IP 地址（Source IP）：告诉 IP 数据包，从哪来。长度 32bit。
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目标 IP 地址（Destination IP）：告诉 IP 数据包，要到哪去。长度 32bit。
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其他：可选。
三、子网
我们不是把 IP 地址看成由单纯的一个网络号和一个主机号组成，而是把主机号再分成一个子网号和一个主机号。子网对外部路由器来说隐藏了内部网络组织（一个校园或公司内部）的细节。
子网掩码是一个 32bit 的值，其中值为 1 的 bit 留给网络号和子网号，为 0 的 bit 留给主机号。0 或 1 需要连续的。
四、特殊 IP 地址
| IP 类型 | 含义 |
|---|---|
| 127.x.x.x | 常见的是 127.0.0.1，环回地址，该地址是指电脑本身，会把发送给该 ip 的数据返回给当前主机。该 IP 被认为是一个网络接口。它是一个 A 类地址，没有进行子网划分 |
| (10.x.x.x)，(172.16.x.x -172.31.x.x)，(192.168.x.x) | 局域网 IP 地址，私有地址 |
| 0.0.0.0 | IP 地址收容所，所有不认识的 IP 地址，都丢这；已经不是真正意义上的 ip 地址了。 |
| 255.255.255.255 | 受限制的广播地址，对本机来说，这个地址指本网段内（同一个广播域）的所有主机。在任何情况下，路由器都会禁止转发目的地址为受限的广播地址的数据包，这样的数据包仅会出现在本地网络中。 |
| xxx.255[.255] | 网络号不全为 1，主机号全为 1，该网络的广播地址 |
| 224.0.0.0-239.255.255.255 | 这是一组组播地址，需要注意它与广播地址的区别，其中 224.0.0.1 特指所有的主机，224.0.0.2 特指所有的路由器，224.0.0.5 指所有的 OSPF 路由器地址，224.0.0.13 指 PIMV2 路由器的地址。 |
五、IP 数据包抓包
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