IP包頭結構詳解

P包頭結構詳解

 

下面具體分析IP包頭中各部分的作用。

版本號（Version）：長度4位元。標識目前採用的IP協議的版本號。一般的值為0100（IPv4），0110（IPv6）

IP包頭長度（Header Length）：長度4位元。這個欄位的作用是為了描述IP包頭的長度，因為在IP包頭中有變長的可選部分。該部分佔4個bit位，單位為32bit（4個位元組），即本區域值= IP頭部長度（單位為bit）/(8*4)，因此，一個IP包頭的長度最長為“1111”，即15*4＝60個位元組。IP包頭最小長度為20位元組。

服務型別（Type of Service）：長度8位元。8位 按位被如下定義 PPP D T R C 0
PPP：定義包的優先順序
   000 普通 (Routine)
   001 優先的 (Priority)
   010 立即的傳送 (Immediate)
   011 閃電式的 (Flash)
   100 比閃電還閃電式的 (Flash Override)
   101 CRI/TIC/ECP (不知道蝦米意思)
   110 網間控制 (Internetwork Control)
   111 網路控制 (Network Control)

D 時延: 0:普通 1:儘量小
T 吞吐量: 0:普通 1:儘量大
R 可靠性: 0:普通 1:儘量大
M 傳輸成本: 0:普通 1:儘量小
0 最後一位被保留，恆定為0

IP包總長（Total Length）：長度16位元。 以位元組為單位計算的IP包的長度 (包括頭部和資料)，所以IP包最大長度65535位元組。

識別符號（Identifier）（資料包ID）:長度16位元。該欄位和Flags和Fragment Offest欄位聯合使用，對大的上層資料包進行分段（fragment）操作。路由器將一個包拆分後，所有拆分開的小包被標記相同的值，以便目的端裝置能夠區分哪個包屬於被拆分開的包的一部分。

標記（Flags）：長度3 位元。該欄位第一位不使用。第二位是DF（Don't Fragment）位，DF位設為1時表明路由器不能對該上層資料包分段。如果一個上層資料包無法在不分段的情況下進行轉發，則路由器會丟棄該上層資料包 並返回一個錯誤資訊。第三位是MF（More Fragments）位，當路由器對一個上層資料包分段，則路由器會在除了最後一個分段的IP包的包頭中將MF位設為1。

片偏移（Fragment Offset）：長度13位元。表示該IP包在該組分片包中位置，接收端靠此來組裝還原IP包。

生存時間（TTL）：長度8位元。當IP包進行傳送時，先會對該欄位賦予某個特定的值。當IP包經過每一個沿途的路由器的時候，每個沿途的路由器會將IP包的TTL值減少1。如果TTL減少為0，則該IP包會被丟棄。這個欄位可以防止由於路由環路而導致IP包在網路中不停被轉發。

協議（Protocol）：長度8位元。標識了上層所使用的協議。
以下是比較常用的協議號：
    1    ICMP
    2    IGMP
    6    TCP
   17   UDP
   88   IGRP
   89   OSPF

頭部校驗（Header Checksum）：長度16位。用來做IP頭部的正確性檢測，但不包含資料部分。 因為每個路由器要改
變TTL的值,所以路由器會為每個通過的資料包重新計算這個值。

起源和目標地址（Source and Destination Addresses）：這兩個地段都是32位元。標識了這個IP包的起源和目標地址。要注意除非使用NAT，否則整個傳輸的過程中，這兩個地址不會改變。

至此，IP包頭基本的20位元組已介紹完畢，此後部分屬於可選項，不是必須的部分。

可選項（Options）：這是一個可變長的欄位。該欄位屬於可選項，主要用於測試，由起源裝置根據需要改寫。可選專案包含以下內容：

    鬆散源路由（Loose source routing）：給出一連串路由器介面的IP地址。IP包必須沿著這些IP地址傳送，但是允許在相繼的兩個IP地址之間跳過多個路由器。

    嚴格源路由（Strict source routing）：給出一連串路由器介面的IP地址。IP包必須沿著這些IP地址傳送，如果下一跳不在IP地址表中則表示發生錯誤。

    路由記錄（Record route）：當IP包離開每個路由器的時候記錄路由器的出站介面的IP地址。

    時間戳（Timestamps）：當IP包離開每個路由器的時候記錄時間。

填充（Padding）：因為IP包頭長度（Header Length）部分的單位為32bit，所以IP包頭的長度必須為32bit的整數倍。因此，在可選項後面，IP協議會填充若干個0，以達到32bit的整數倍。

 

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