IP报头无敌详解.pdf

IP 协议：无连接不可靠网络的数据报协议 Joseph 笔记 IPv4 报头： 报头长度：20-60 字节bytes 白色部分为固定头部部分 （20 bytes），绿色option 选项部分为可选部分。 固定头部大小计算： 4bit + 4bit + 8bit + 16bit +16bit + 3bit + 13bit + 8bit +8bit + 16bit + 32bit(源 IP) + 32bit (目IP) = 160bit = 20byte 所以IP 头必须大于等于20byte，最大为60byte 意味着Option 选项部分取值范围0-40bits 1、VER （版本）：用于区分不同IP 版本。如IPv4、IPv5、IPv6，用4bit 表示，IPV4=0100 2、HLEN （头部长度）：因为头部长度不固定（Option 可选部分不固定），所以需要标识该分 组的头部长度多少，用4bit 表示，以4byte 为单位，取值范围：5-15，即20-40byte （其 他字段也是类似的计算方式，因为bit 位是不够表示该字段的值） 3、Service type （Type of Service 服务类型：TOS ）：用来指定特殊的报文处理方式，又划分为 IP precedenc 和D/T/R 和reserve 保留字段，RFC2474 的ToS 取消了IP precedence 字段而使 用了DSCP，QoS 里有描述，给QoS 用来打标签。TOS 字段历史： DSCP：区分服务代码点 4 、Total Length （总长度）：整个IP 分组的长度，可用总长度减去头部长度获得实际报文数据 的长度，取值范围0-65535byte，链路只允许1500byte，所以一般都需要MTU 分片 5、Identification （ID：标识符）：通常与标记字段和分片偏移字段一起用于 IP 报文的分片。 当原始报文大小超过 MTU，那么就必须将原始数据进行分片。每个被分片的报文大小不 得超过 MTU，而这个字段还将在通一原始文件被分片的报文上打上相同的标记，一边接 收设备可以识别出属于同一个报文的分片，“类似于进程号”，有时候电信会用他来识别流 量是否是同一台主机（因为做了PAT 后源ip 都是一样的） 6、Flags （标记）：第1 位没有被使用，第2 位D 是不分片位（DF），当DF 位设置为1 时，表 示路由器不能对报文进行分片处理，第 3 位 M 表示还有后继分片（MF），当路由器对报 分进行分片时，除了最后一个分片的MF 位设置为0 外，其他所有分片的MF 位均设置1， 以便接收者直到收到MF 位为0 的分片为止 7、Fragmentation offset （分片偏移）：标识某个分片在分组中的位置. 数据为何要分片（MTU）：任何一个物理网络都有一个最大的传输单元，物理介质传输的 能力是有限制的，不可能一次可传无限的数据帧。 以太网最大的帧长为1518， IP 报文1500byte + 帧头18byte = 1518byte 注意：Ethernet 以太网跟802.3 以太网有所区别，802.3 是由IEEE 指定的标准，比较复 杂用的比较少，网卡一般两种都支持。 IP 数据包的MTU 值在各种物理线路环境下对应的MTU 取值：(注意：不包含帧头和尾) 8、Time to live （TTL ：生存时间）：也就是跳数的大小，即数据包能传多少跳 如ping 命令里的TTL，根据操作系统的不同TTL 默认最大取值也会有所不同， linxu 为 TTL=255，win98 为TTL=128，win7 为TTL=64 这都是由应用程序自由决定的。 注意：TTL 并不是一个真正时间值，因为分组的往返所花的时间 （包括线路、路由器处理 的时间），到底要设置TTL 为多少是非常的困难的，所以用跳数来表示，而实际的往返时 间计算保存在ICMP 所封装的数据里。如下图的time=2ms 才是真正的往返时间 最后的接收者是不需要检查该包的TTL 值是否为0，因为没再转发的必要。 注意：该显示的TTL 值是响应方的TTL 值 （响应方发送的响应包的TTL 值，通过中间减跳 后的最终显示在发送者终端上），而不是你自己的TTL 值，所以通