# IPv4数据包

## 定义

IPv4头部通常为20字节，包含路由和处理所需的关键信息。

| 字段      | 作用                                    |
| :------ | :------------------------------------ |
| 版本      | 值为4，表示IPv4                            |
| 生存时间TTL | 防止数据包在网络环路中无限循环；每经过一个路由器减1，减到0时数据包被丢弃 |
| 协议      | 指示数据部分使用哪个传输层协议，常见值6表示TCP、17表示UDP     |
| 源IP地址   | 发送方的32位地址                             |
| 目的IP地址  | 接收方的32位地址                             |

> [!WARNING]
> 现代IPv4转发中，路由器转发时将TTL至少减一；TTL耗尽时丢弃分组。

## 例子

**TTL逐跳递减**

一个数据包的TTL初始为64。经过3个路由器后，TTL变为61。若路径上存在路由环路，TTL每绕一圈就减1，最终减到0时被丢弃，从而避免数据包永远在网络中打转。

## 交互探索

改变初始TTL，逐跳转发并观察何时丢弃数据包。

交互演示：\`TTL\`怎样限制数据包的转发次数？。逐跳转发示意IPv4数据包\`TTL\`的递减与丢弃。 请在站点操作演示。

## 练习

1. IPv4头部中TTL字段的作用是什么？

   * A.  记录数据包已经传输的字节数
   * B.  防止数据包在网络环路中无限循环
   * C.  指示传输层使用TCP还是UDP
   * D.  标识发送方的IP地址

   答案：B

   TTL每经过一个路由器减1，减到0时数据包被丢弃，从而防止它在环路中永远转发。

2. IPv4头部协议字段的值为17，表示数据部分使用哪个传输层协议？

   * A.  TCP
   * B.  UDP
   * C.  ICMP
   * D.  HTTP

   答案：B

   协议字段常见值6表示TCP，17表示UDP。