[网络协议]IPv4 报头分析

IPv4 报头分析

• version（4位）
  • IP版本号，0100代表IPv4，0110表示IPv6
• Header Length（4位）
  • IP报头的长度
    • IP报头的长度为20~60字节，该字段以4字节为单位，即该字段的取值范围为0101~1111
    • IP报头中，IP Option以外的部分必须存在，占20字节
      • IP Option是可选字段，长度范围为0~40字节
• Type of Service, ToS（8位）
  • 服务类型，用来指定特殊的报文处理方式
  • RFC1349中将其划分为IP precedenc+D/T/R+reserve保留字段
    • P P P D T R C 0
      • 前三位（P P P）表示报文优先级
      • 第四位（D）表示时延（0：普通 1：最大）
      • 第五位（T）表示吞吐量（0：普通 1：最大）
      • 第六位（R）表示可靠性（0：普通 1：最大）
      • 第七位（C）表示开销（0：普通 1：最大）
      • 最后一位为保留位，置为0
  • RFC2474的ToS取消了IP precedence字段而使用了DSCP，给QoS用来打标签
• Total Length（16位）
  • IP数据包总长度，取值范围为0~65535，单位为字节
  • 接受者用IP数据包总长度减去IP报头长度，就可以确定数据包数据有效载荷的大小
• Identification（16位）
  • 标识符，通常与标记字段和分段偏移字段一起用于数据包的分段
  • 数据包的原始长度若超过数据链路的最大传输单元（MTU），则需要将数据包分段为更小的数据包，并将每个数据包的Identification字段设为同样的数值，以便接收设备可以识别出属于一个数据包的分段
• Flags（3位）
  • 标记字段，第一位没有使用
  • 第二位为不分段（DF）位
    • DF=1，表示路由器不能对数据包进行分段处理
    • 如果数据包由于不能被分段而未能被转发，则路由器将丢弃该数据包，并向源点发送错误消息
    • 通常用于测试链路的MTU值
  • 第三位为更多分段（MF）位
    • 路由器对数据包进行分段时，除了最后一个分段数据包的MF=0外，其余数据包的MF=1，以便接收者直到收到MF为0的分段为止
• Fragment Offset（13位）
  • 分段偏移，单位为8字节，用于标识某个分片在分组中的位置
  • 分段起始点相对于报头起始点的偏移量
  • 由于分段到达时可能错序，所以该字段可用于使接收者按照正确的顺序重组数组包
• Time To Live, TTL（8位）
  • 生存时间，也就是跳数的大小，即数据包能传多少跳
  • 数据包在传输过程中每经过一台路由器，TTL数值减1；TTL减为0时，路由器将会丢弃该数据包，并向源点发送错误信息
  • TTL可以防止数据包在网络上无休止地被传输
• Protocol（8位）
  • 协议，标识出传输层的地址或协议号，即数据要进行什么样的上层服务，应该交给自己上一层的哪个协议
    • 1：ICMP
    • 2：IGMP
    • 4：IP
    • 6：TCP
    • 8：EGP
    • 17：UDP
    • 41：IPv6
    • 89：OSPF
• Header Checksum（16位）
  • 校验和，用于校验检查IP报头传输过程中是否有差错
  • 只用于校验IP报头，不计算被封装的数据
    • UDP、TCP和ICMP等协议都有各自的校验和
• Source IP Address（32位）
  • 源IP地址
• Destination IP Address（32位）
  • 目的IP地址
• Option（长度不固定）
  • 可选项，用于控制、转发要求、测试等，一般很少使用
  • Option字段长度必须为32位的整数倍，不够的部分通过末尾添加0来补充