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Pv4在IETF于1981年9月发布的 RFC 791 中被描述，此RFC替换了于1980年1月发布的 RFC 760。

IPv4是一种无连接的协议，操作在使用分组交换的链路层（如以太网）上。此协议会尽最大努力交付数据包，意即它不保证任何数据包均能送达目的地，也不保证所有数据包均按照正确的顺序无重复地到达。这些方面是由上层的传输协议（如传输控制协议）处理的。

=地址空间=
* A类：0.0.0.0~127.255.255.255
* B类：128.0.0.0~191.255.255.255
* C类：192.0.0.0~223.255.255.255
* D类：224.0.0.0~239.255.255.255
* E类：240.0.0.0~255.255.255.255

=报文结构=

[[Image:IPv4-Structue.png|600px]]

* 版本: IPv4即为4
* 首部长度: 首部长度说明首部有多少32位字（4字节）。由于IPv4首部可能包含数目不定的选项，这个字段也用来确定数据的偏移量。这个字段的最小值是5（二进制0101），相当于5*4=20字节（RFC 791），最大十进制值是15。
* 区分服务: 只有在使用区分服务时，这个字段才起作用，在一般的情况  下都不使用这个字段。例如需要实时数据流的技术会应用这个字段，一个例子是VoIP。
* 显式拥塞通告（ Explicit Congestion Notification，ECN）:在RFC 3168中定义，允许在不丢弃报文的同时通知对方网络拥塞的发生。ECN是一种可选的功能，仅当两端都支持并希望使用，且底层网络支持时才被使用。
* 全长: 报文总长，包含首部和数据，单位为字节。这个字段的最小值是20（20字节首部+0字节数据）
* 标识符: 主要被用来唯一地标识一个报文的所有分片，因为分片不一定按序到达，所以在重组时需要知道分片所属的报文。每产生一个数据报，计数器加1，并赋值给此字段。
* 标志 : 这个3位字段用于控制和识别分片，它们是：
** 位0：保留，必须为0；
** 位1：禁止分片（Don’t Fragment，DF），当DF=0时才允许分片；
** 位2：更多分片（More Fragment，MF），MF=1代表后面还有分片，MF=0 代表已经是最后一个分片。
* 分片偏移:指明了每个分片相对于原始报文开头的偏移量，以8字节作单位。
* 存活时间: 避免报文在互联网中永远存在（例如陷入路由环路）。存活时间以秒为单位，但小于一秒的时间均向上取整到一秒。在现实中，这实际上成了一个跳数计数器：报文经过的每个路由器都将此字段减1，当此字段等于0时，报文不再向下一跳传送并被丢弃，最大值是255。常规地，一份ICMP报文被发回报文发送端说明其发送的报文已被丢弃。这也是traceroute的核心原理。
* 协议: 定义了该报文数据区使用的协议。
* 首部检验和: 只对首部查错，不包括数据部分。重新计算的必要性是因为每一跳的一些首部字段（如TTL、Flag、Offset等）都有可能发生变化，不检查数据部分是为了减少工作量。
* 源地址: 请注意，因为NAT的存在，这个地址并不总是报文的真实发送端
* 目的地址: 报文的接收端。
* 选项: 并不被经常使用

=分片和组装=

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