网络基础——IP数据报头部信息分析

IP数据报头部信息分析

IP数据报由首部和数据两部分组成，首部的前一部分是固定长度，共20字节，是所有IP数据报必须具有的。在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的，为0—40字节。所以，头部总长度为20—60字节。首部中的源地址和目的地址都是IP协议地址。

IP数据报的格式如下所示：（图片来源于网络）

抓取的IP头部数据包内容如下：

1. 版本：占4bit，指IP协议的版本，目前广泛使用的IP协议版本号为4（即IPV4）。

2. 首部长度：占4bit，可表示的最大十进制数值是15（一个单位为4字节），因此，IP的首部长度的最大值是60字节。

3. 区分服务：占8bit，用来获得更好的服务。

(1)—优先权（0-7）数越大，表示该数据报优先权越高。网络中路由器可以使用优先权进行拥塞控制，如当网络发生拥塞时可以根据数据报的优先权来决定数据报的发送。

(2)—短延迟位D(Delay)：该位置1时，数据报请求以短延迟信道传输，0表示正常延时。

(3)—高吞吐量位T(Throughput)：该位置1时，数据报请求以高吞吐量信道传输，0表示普通。

(4)—高可靠位R(Reliability)：该位置1时，数据报请求以高可靠性信道传输，0表示普通。

(5)—保留位。

4. 总长度：占16bit。总长度字段是指整个IP数据报的长度。包括首部长度和数据长度，单位为字节。总长度字段为16位，因此数据报的最大长度为2^16-1=65535字节。其中，利用首部长度和总长度字段，就可以知道IP数据报中数据的长度。

5. 标识：占16bit。IP软件在存储器中维持一个计数器，每产生一个数据报，计数器就加1，并将此值赋给标识字段。标识字段唯一的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。

6. 标志：占3位=bit，但目前只有2位有意义。标志字段代表划分每个分组属于同一个数据报文，等待重新组装。

• 标志字段中的最低位记为MF(More Fragment)。MF=1即表示后面“还有分片”的数据报。MF=0表示这已是若干数据报片中的最后一个。
• 标志字段中间的一位记为DF(Don’t Fragment)，意思是“不能分片”。只有当DF=0时才允许分片。

7. 片偏移　占13bit。片偏移指出：较长的分组在分片后，某片在原分组中的相对位置。也就是说，相对用户数据字段的起点，该片从何处开始。片偏移以8个字节为偏移单位。这就是说，除了最后一个分片，每个分片的长度一定是8字节（64位）的整数倍。

8. 生存时间　占8bit，生存时间字段常用的的英文缩写是TTL(Time To Live)，表明是数据报在网络中的寿命。其目的是防止无法交付的数据报无限制地在网络中兜圈子，因而白白消耗网络资源。路由器在转发数据报之前就把TTL值减1.若TTL值减少到零，就丢弃这个数据报，不再转发。TTL的意义是指明数据报在网络中至多可经过多少个路由器。显然，数据报在网络上经过的路由器的最大数值是255。

9. 协议　占8bit，协议字段指出此数据报携带的数据是使用何种协议，以便使目的主机的IP层知道应将数据部分上交给哪个处理进程。

10 .首部检验和　占16bit。这个字段只针对首部信息进行简单的校验。不包括数据部分。这是因为数据报每经过一个路由器，路由器都要重新计算一下首部检验和（一些字段，如生存时间、标志、片偏移等都可能发生变化）。不检验数据部分可减少计算的工作量。

11. 源地址,目的地址 占32bit， 进行通信的双方。每一个IP数据报都包含有源地址和目的地址目的地址