【lwip】09-IPv4协议&超全源码实现分析 _生活百科

前言
9.1 IP协议简述
9.2 IP地址分类
- 9.2.1 私有地址
- 9.2.2 受限广播地址
- 9.2.3 直接广播地址
- 9.2.4 多播地址
- 9.2.5 环回地址
- 9.2.6 本地链路地址
- 9.2.7 本网络本主机地址
- 9.2.8 子网
- 9.2.9 NAT 概念
9.3 IP数据报
- 9.3.1 版本号字段
- 9.3.2 首部长度字段
- 9.3.3 服务类型（TOS：type of service）字段
- 9.3.4 总长度字段
- 9.3.5 标识字段
- 9.3.6 标志字段
- 9.3.7 分片偏移量字段
- 9.3.8 生存时间（Time-To-Live，TTL）字段
- 9.3.9 协议字段
- 9.3.10 首部校验和字段
- 9.3.11 二进制反码求和
- 9.3.12 源IP字段
- 9.3.13 目标IP字段
- 9.3.14 选项字段
- 9.3.15 数据区字段
- 9.3.16 对应wireshark包分析
9.4 IP首部数据结构
9.5 网卡路由
- 9.5.1 路由网卡匹配
- 9.5.2 路由网卡匹配基函数
- 9.5.3 路由网卡匹配支持源IP和目的IP网卡匹配的接口
- 9.5.4 路由网卡匹配的钩子函数
- 9.5.5 收包网卡匹配
9.6 IP层数据流图
9.7 IP层输出
- 9.7.1 发送数据报
- 9.7.2 ip层前期处理：ip4_output()
- 9.7.3 发包前的网卡匹配
- 9.7.4 组建、发送IP包
- 9.7.5 IP数据报分片
9.8 IP层输入
- 9.8.1 接收数据报
- 9.8.2 IP数据报转发
- 9.8.3 IP数据报重组
  - 9.8.3.1 相关数据结构
  - 9.8.3.2 相关宏
  - 9.8.3.3 相关函数
  - 9.8.3.4 ip4_reass()
  - 9.8.3.5 ip_reass_enqueue_new_datagram()
  - 9.8.3.6 ip_reass_dequeue_datagram()
  - 9.8.3.7 ip_reass_free_complete_datagram()
  - 9.8.3.8 ip_reass_remove_oldest_datagram()
  - 9.8.3.9 ip_reass_chain_frag_into_datagram_and_validate()
  - 9.8.3.10 重组IP数据报的超时机制

前言默认主讲ipv4 。
概念性的内容简单过一遍即可，主要还是在源码实现方面。
原文：李柱明博客：https://www.cnblogs.com/lizhuming/p/16859723.html
9.1 IP协议简述IP 协议（Internet Protocol），又称之为网际协议，IP 协议处于 IP 层工作，它是整个 TCP/IP 协议栈的核心协议，上层协议都要依赖 IP 协议提供的服务，IP 协议负责将数据报从源主机发送到目标主机，通过 IP 地址作为唯一识别码。
IP 协议是一种无连接的不可靠数据报交付协议，协议本身不提供任何的错误检查与恢复机制。
IP地址是协议地址，MAC地址是硬件地址，所处的层级不一样。
常见的广域网路由器就工作在IP层。
在本次笔记lwip源码实现分析内容概述：

IP地址及其分类、特殊IP地址；
子网划分、子网掩码、NAT等概念；
IP层数据包结构一级数据报输入处理；
IP层数据包的发送及分片操作；
IP层分片数据重装过程。

9.2 IP地址分类

文章插图
A类地址：1.0.0.1—126.155.255.254
B类地址：128.0.0.1—191.255.255.254
C类地址：192.0.0.1—223.255.255.254
D类地址：224.0.0.1—239.255.255.254
E类地址：240.0.0.1—255.255.255.254
具体更加细致的地址作用，自行百度。
9.2.1 私有地址A类的：10.x.x.x 是私有地址。
B类的：172.16.0.0—172.31.255.255 是私有地址。
C类的：全都是。192.0.0.1—223.255.255.254 是私有地址。
9.2.2 受限广播地址受限广播地址是网络号与主机号都为 1 的地址：255.255.255.255
为了避免这个广播地址往整个互联网里发送广播包，在任何情况下，路由器都会禁止转发目的地址为 255.255.255.255 的广播数据包，要不然会给整个互联网带来网络性灾难。
9.2.3 直接广播地址直接广播地址是主机号全为 1 而得到的地址，广播地址代表本网络内的所有主机，使用该地址可以向网络内的所有主机发送数据。
A 类地址的广播地址为：XXX.255.255.255
B 类地址的广播地址为：XXX.XXX.255.255
C 类地址的广播地址为：XXX.XXX.XXX.255
9.2.4 多播地址多播地址属于分类编址中的 D 类地址， D 类地址只能用作目的地址，而不能作为主机中的源地址。
多播地址用在一对多的通信。
9.2.5 环回地址127.x.x.x 是保留地址，用作循环测试用（127.0.0.1 为保留地址，一般用于环回地址）
9.2.6 本地链路地址169.254.x.x 是本地链路地址。
AUTOIP协议使用。
即是如果 IP 地址是自动获取 IP 地址，而在网络上又没有找到可用的 DHCP 服务器，就会得到其中一个 IP 。