struct--iphdr -- IP头部

 

struct iphdr {
#if defined(__LITTLE_ENDIAN_BITFIELD)
 __u8 ihl:4,
  version:4;
#elif defined (__BIG_ENDIAN_BITFIELD)
 __u8 version:4,
    ihl:4;
#else
#error "Please fix "
#endif
 __u8 tos;
 __be16 tot_len;
 __be16 id;
 __be16 frag_off;
 __u8 ttl;
 __u8 protocol;
 __u16 check;
 __be32 saddr;
 __be32 daddr;
 /*The options start here. */
};

struct ip_auth_hdr {
 __u8  nexthdr;
 __u8  hdrlen;  /* This one is measured in 32 bit units! */
 __u16 reserved;
 __u32 spi;
 __u32 seq_no;  /* Sequence number */
 __u8  auth_data[0]; /* Variable len but >=4. Mind the 64 bit alignment! */
};

 

31                                     0
     |----|----|------|--|-------------------|----------
     |ver |ihl | -tos | -|    tot_len        |
     |----|----|------|--|-------------------|
     |       id          |   frag_off       -|
     |---------|---------|-------------------|
     |   ttl   |protocol |    check          | 20 Bytes
     |---------|---------|-------------------|
     |                saddr                  |
     |---------------------------------------|
     |                daddr                  |
    |---------------------------------------|----------
     |                                       |
   -|                options                | 40 Bytes
     |                                       |
    |---------------------------------------|

           
              IPv4 (Internel协议)头部




iphdr->version
    版本(4位)，目前的协议版本号是4,因此IP有时也称作IPv4。

iphdr->ihl
    首部长度(4位):首部长度指的是IP层头部占32 bit字的数目(也就是IP层头部包含多少个4字节 -- 32位),包括任何选项。由于它是一个4比特字段,因此首部最长为60个字节。普通IP数据报(没有任何选择项)字段的值是5 <==>5 * 32 / 8 = 5 * 4 = 20 Bytes

iphdr->tos
    服务类型字段(8位): 服务类型(TOS)字段包括一个3 bit的优先权子字段(现在已被忽略)，4 bit的TOS子字段和1 bit未用位但必须置0。4 bit的TOS子字段分别代表:最小时延、最大吞吐量、最高可靠性和最
小费用。4 bit中只能设置其中1 bit。如果所有4 bit均为0,那么就意味着是一般服务。

iphdr->tot_len
    总长度字段(16位)是指整个IP数据报的长度,以字节为单位。利用首部长度字段和总长度字段,就可以知道 IP数据报中数据内容的起始位置和长度。由于该字段长16比特,所以IP数据报最长可达65535字节
     总长度字段是IP首部中必要的内容,因为一些数据链路(如以太网)需要填充一些数据以达到最小长度。尽管以太网的最小帧长为46字节,但是IP数据可能会更短。如果没有总长度字段,那么IP层就不知道46字节中有多少是IP数据报的内容。

iphdr->id
    标识字段(16位)唯一地标识主机发送的每一份数据报。通常每发送一份报文它的值就会加1。

iphdr->frag_off (16位)
    frag_off域的低13位 -- 分段偏移(Fragment offset)域指明了该分段在当前数据报中的什么位置上。除了一个数据报的最后一个分段以外，其他所有的分段(分片)必须是8字节的倍数。这是8字节是基本分段单位。由于该域有13个位，所以，每个数据报最多有8192个分段。因此，最大的数据报长度为65,536字节，比iphdr->tot_len域还要大1。

    iphdr->frag_off的高3位
    (1) 比特0是保留的，必须为0；
    (2) 比特1是“更多分片”(MF -- More Fragment)标志。除了最后一片外，其他每个组成数据报的片都要把该比特置1。
    (3) 比特2是“不分片”(DF -- Don't Fragment)标志,如果将这一比特置1，IP将不对数据报进行分片,这时如果有需要进行分片的数据报到来，会丢弃此数据报并发送一个ICMP差错报文给起始端。

      
   |---|-------------|
   |DM0|   offset    |
   |---|-------------|
   151312          0
       

iphdr->ttl
    TTL(time-to-live) -- 8位，生存时间字段设置了数据报可以经过的最多路由器数。它指定了数据报的生存时间。TTL的初始值由源主机设置(通常为32或64),一旦经过一个处理它的路由器,它的值就减去1。当该字段的值为0时,数据报就被丢弃,并发送ICMP报文通知源主机。
    TTL(Time to live)域是一个用于限制分组生存期的计数器。这里的计数时间单位为秒，因此最大的生存期为255秒。在每一跳上该计数器必须被递减，而且，当数据报在一台路由器上排队时间较长时，该计数器必须被多倍递减。在实践中，它只是跳计数器，当它递减到0的时候，分组被丢弃，路由器给源主机发送一个警告分组。此项特性可以避免数据报长时间地逗留在网络中，有时候当路由表被破坏之后，这种事情是有可能发生的。

iphdr->protocol
    协议字段(8位): 根据它可以识别是哪个协议向IP传送数据。
    当网络层组装完成一个完整的数据报之后，它需要知道该如何对它进行处理。协议(Protocol)域指明了该将它交给哪个传输进程。TCP是一种可能，但是UDP或者其他的协议也是可能的。

iphdr->check
    首部检验和字段(16位)是根据IP首部计算的检验和码。它不对首部后面的数据进行计算。 ICMP、IGMP、UDP和TCP在它们各自的首部中均含有同时覆盖首部和数据检验和码。
    为了计算一份数据报的IP检验和,首先把检验和字段置为0。然后,对首部中每个16 bit进行二进制反码求和(整个首部看成是由一串16 bit的字组成),结果存在检验和字段中。当收到一份IP数据报后,同样对首部中每个16 bit进行二进制反码的求和。由于接收方在计算过程中包含了发送方存在首部中的检验和,因此,如果首部在传输过程中没有发生任何差错,那么接收方计算的结果应该为全1。如果结果不是全1(即检验和错误),那么IP就丢弃收到的数据报。但是不生成差错报文,由上层去发现丢失的数据报并进行重传。

iphdr->saddr
    32位源IP地址
iphdr->daddr
    32位目的IP地址




网络字节序
    4个字节的32 bit值以下面的次序传输:首先是0~7bit,其次8~15bit,然后16~23bit,最后是24~31 bit。这种传输次序称作big endian字节序。由于TCP/IP首部中所有的二进制整数在网络中传输时都要求以这种次序,因此它又称作网络字节序。