網際網路協定 (Internet Protocol) @ 拾人牙慧

網際網路協定(Internet Protocol, IP)

IP 層的四個特性：

Connectionless
Asynchronous Communication
Unreliable
Efficient

IP 層的下一層是資料鏈結層，所以 IP 層在封裝封包時，必須封裝成資料鏈結層所能承載的 MTU 大小。

不同型態的資料鏈結層所能承載資料的最大長度稱為 Maximum Transmission Unit, MTU，常見的網路型能及其 MTU 為：

網路型態	MTU
Ethernet	1,500 Bytes
X.25	1,600 Bytes
FDDI	576 Bytes
ATM	9,180 Bytes

在 IP 封包傳送的過程，可能會遇到比當初封包的 MTU 還小的網路類型，此時，就必須對該 IP 封包進行分割(Fragmentation)。
IP 封包在傳送的過程中，所經過的 Router 只會決定與負責對 IP 封包作分割(Fragmentation)，而不負責重新組合(Reassemble)，將分割段(Fragments)重新組合的工作，是由最終的目的主機所負責。

舉例來說，一個資料長度為 5,000 byte 的封包，透過 IP 傳送，經過一個 MTU 為 1,500 bytes 的 Ethernet 時，它的分割情況是這樣的：

原始的封包總長度為： IP header (20 bytes) + data (5,000 bytes) = 5,020 bytes
MTU 為 1,500 bytes 的封包為： IP header (20 bytes) + data (1,480 bytes) = 1,500 bytes

所以分割後的封包為：
IP header (20 bytes) + data (1,480 bytes) = 1,500 bytes，Offset = 0, More Fragment = 1
IP header (20 bytes) + data (1,480 bytes) = 1,500 bytes，Offset = 1480/8 = 185, More Fragment = 1
IP header (20 bytes) + data (1,480 bytes) = 1,500 bytes，Offset = 2960/8 = 370, More Fragment = 1
IP header (20 bytes) + data (560 bytes) = 580 bytes，Offset = 4440/8 = 555, More Fragment = 0

IP 的 Time to Live(TTL) 欄位是一個 counter，可設定的最大值為 255，目的是為了避免 IP 封包因為某些因素找不到目的地，而在網路上不斷繞行。

每 IP 封包在網路上繞行時，每經過一個 Router，其 TTL 就會被該 Router 減 1 後，再傳送出去，如果 IP 封包到達 Router 時，其 TTL 為 1，則該 Router 會直接丟棄(discard)此封包，不再繼續往下傳遞。

Reference

TCP/IP網路通訊協定(第二版)

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