IPv4协议的具体定义：RFC 791
Internet的地址分类
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网际网路地址：全球可达，地址数量跟接口数量相关，例如IP地址，用于在多个网络间路由PDU
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按地址范围：
- 全球地址：即在全球范围内独一无二用以区分host的地址，路由器允许有多个这种地址（还是看接口数量）；
- 网络附件地址：用来在特定的网络中区分设备，例如 MAC 地址或 ATM host 地址；
- 端口地址：在host系统中独一无二，用来区分进程。
按地址层级：
按寻址方式：
- 单播地址（最常见的unicast MAC，IP）
IP Operation
Routing
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Distance vector,
Link state,Path vector。在这里暂时不深入介绍； -
路由器可以做到路由记录。
host和router都持有路由转发表。转发表指明了当前数据报要送达的下一个路由器，这个表既是静态的——可能存在不同的路由路线，又是动态的——需要对拥塞和错误进行灵活响应；
Datagram lifetime
环路而一直在传播，同时route需要基于先前的网络信息进行，还有TCP也需要基于数据报的生存周期来决定执行方式；所以我们需要设置数据报在网络中的生存周期——TTL（Time To Live）。
hop count（根据跳数来计时）。
Fragmentation and re-assembly
当数据报的长度超过了MTU（最大传输unit）时，需要对数据报进行切片发送，以及切片到达目的地时进行重组。早期做法为不做全球控制，让路由器有分片功能，切了就发送。
Error control
不监测传播过程。由于checksum检查或者TTL expired等事件发生，路由器需要通知src数据报“去了数据报天国”；用ICMP来返回错误信息，src的I网络层收到信息后同时需要通知高层。
Flow control
IPv4 Packet Structure
IPv4有很多blog都帮忙精读过了，所以也不在这写太多生产数据垃圾……想要仔细研究的话可以去看RFC 791原文，在这里中贴一点简要的图例，给自己简单复盘用：
最大长度为65535个字节，包括头部字段和数据字段。
IP Fragmentation
最大传输单元MTU来表示。
datagram的长度。当路由器中某条出链路的MTU比当前要转发的IP datagram小时，IP datagram是无法一次性在这条出链路上成功传输的。解决办法就是把该IP datagram切片成多个小数据报，再经过链路层封装后进行传输。切片后的数据报被称为fragment。
fragment送达destination后需要重新组装成原来的datagram，组装必须在datagram送到传输层前完成。
组装任务通过识别IP datagram中的三个字段来完成：identification、flags、fragment offset。
identification即标识号，是在host生成datagram时贴上去的，每生成一个值就加一，protocal、src addr、dest addr、identification四个字段共同确定一个独一无二的datagram。
flags即标志位，由于IP服务是“尽力而为”的，所以不能确保所有fragment都能到达目的地；要让目的地确定接收已经完成（即使fragment没有全部到达，也要有一个机制让host确定已经收到了最后的一个fragment，结束漫长的等待），就将最后一个fragment的flags的MF位置为1，其余fragment的MF位为0。
fragment offset即偏移字段，可以用来确定该fragment在原来的datagram的哪个位置，同时让dest host确定是否丢失了fragment。
PS：有一个有意思的小问题：fragment再被切片会怎么样？
IP Address
IP地址长度32位，可以划分为network部分和host部分（划分标准是不定的，看你划在第几位）；在地址的分配上，是一个链路接口与一个IP地址相关联，而不是一个host或一个路由器。
接口来分的。RFC950中写了对“子网”(subnet的定义：Internet Standard Subnetting Procedure。在这里，我们引入子网掩码(subnet mask的概念。像绿色部分的子网，它的子网地址就是223.1.1.0/24，其中的24就是子网掩码，指示了高24位是network部分，是属于网络地址。
classful addressing（分类编制方式）和现在使用的CIDR（无类别域间路由选择）。
CIDR
a.b.c.d/x，其中x指示了地址中的最高x位为network部分，也被称为前缀prefix。
Hierarchical addressing（分层编址）。如下图所示：ISP手持最大的20位子网，然后剩下的12位可以供它任意分配，于是它又把20~23位分给了8个组织，组织可以利用后面的9位host部分自由分配给组织里面的主机。
路由聚合。由于子网内部的host通常被分配一块连续的地址，即前缀相同，则当路由器转发一个datagram进来时，在转发表中就像上一节说的那样，仅仅需要考虑prefix即可。
32-x位为host部分，这部分并不是有
2^(32-x个地址可以用——需要留出全0的地址作为子网地址，还有全1的地址用来做广播地址。
Classful addressing
A类地址：目前已经被全部瓜分
B类地址：同样也被全部瓜分^^
C类地址：接近瓜分完毕
其实分类编制方案也可以用子网掩码的视角看待，如下图：