- MTU
mtu是指以太網(wǎng)的最大傳輸單元,通常為1500字節(jié)。這表示從網(wǎng)絡(luò)層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)最大只能是1500字節(jié)。
如果數(shù)據(jù)超過這個限制,網(wǎng)絡(luò)層必須自行分包,因為數(shù)據(jù)鏈路層不會幫助分包。超過1500字節(jié)的數(shù)據(jù)將被數(shù)據(jù)鏈路層直接丟棄。
在某些IP報頭中,如果第二位標志位被置1,表示不允許分片。此時如果數(shù)據(jù)超過1500字節(jié),將直接被丟棄,并向發(fā)送方返回“數(shù)據(jù)包過大”的錯誤信息。
- CRC校驗和3位標志
CRC校驗和3位標志使用多項式除法算法,填入的值是經(jīng)過一系列除法后的余數(shù)。
這種方法提供了一定的數(shù)據(jù)完整性保障。
在數(shù)據(jù)向更高層傳輸時,網(wǎng)絡(luò)層也會進行檢查,例如IP和TCP的16位校驗和。這些都是對數(shù)據(jù)準確性的一系列檢查。
IP的16位首部校驗和用于檢查IP報頭是否發(fā)生錯誤,而數(shù)據(jù)中的TCP進一步進行檢查。
- 全球網(wǎng)段與家庭路由
全球網(wǎng)段經(jīng)過家庭路由器后,并不直接進入廣域網(wǎng),而是到達運營商設(shè)置的更高層局域網(wǎng)。經(jīng)過多層網(wǎng)絡(luò)后,最終到達公網(wǎng)。
標準的IPv4地址總數(shù)約為43億,而世界人口約為80億。雖然不是每個人都擁有手機或電腦,但一個人可能擁有多臺設(shè)備,且還有許多商業(yè)用途,這顯然是不夠的。因此,局域網(wǎng)應(yīng)運而生。運營商構(gòu)建了大型局域網(wǎng),在不同的局域網(wǎng)中,IP地址可以重復(fù)使用,這有助于緩解IP地址不足的問題(NAT技術(shù))。
每次數(shù)據(jù)包跳轉(zhuǎn)時,NAT會幫助我們轉(zhuǎn)換IP地址,這是從局域網(wǎng)到公網(wǎng)的轉(zhuǎn)換手段。
上圖顯示,中國分配的IP地址只有3億,顯然不夠用。上述方法是緩解IP不足的一種方案。另外,IPv6和動態(tài)分配也是解決方案。
- 子網(wǎng)掩碼
IP地址由網(wǎng)絡(luò)號和主機號組成。
在實際應(yīng)用中,通過IP地址與子網(wǎng)掩碼進行按位與運算(&),可以得到網(wǎng)絡(luò)號。
例如,IP地址為140.252.20.68,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0(表示前三個字節(jié)為網(wǎng)絡(luò)號),記為/24。
計算后,網(wǎng)絡(luò)號為140.252.20。
主機號全為1時,表示廣播地址。
- 路由
對于一個路由器,會有WAN(廣域網(wǎng)IP)和LAN(局域網(wǎng)IP),它們是兩個不同的IP。WAN可能不是公網(wǎng)IP,而是更高層局域網(wǎng)的IP。
其中,destination表示目的地址,gateway表示下一跳,genmask表示子網(wǎng)掩碼。
在flags中,如果有G,表示目標IP與該路由器直接連接,不需要進行路由轉(zhuǎn)發(fā);沒有G,表示需要經(jīng)過路由轉(zhuǎn)發(fā)。