1.ipv4
Version - 4位字段,指出当前使用的 IP 版本。
IP Header Length (IHL) ― 指数据报协议头长度,具有32位字长。指向数据起点。正确协议头最小值为5。
Type-of-Service ― 指出上层协议对处理当前数据报所期望的服务质量,并对数据报按照重要性级别进行分配。这些8位字段用于分配优先级、延迟、吞吐量以及可靠性。
Total Length ― 指定整个 IP 数据包的字节长度,包括数据和协议头。其最大值为65,535字节。典型的主机可以接收576字节的数据报。
Identification ― 包含一个整数,用于识别当前数据报。该字段由发送端分配帮助接收端集中数据报分片。
Flags ― 由3位字段构成,其中低两位(最不重要)控制分片。低位指出数据包是否可进行分片。中间位指出在一系列分片数据包中数据包是否是最后的分片。第三位即最高位不使用。
Fragment Offset ― 13位字段,指出与源数据报的起始端相关的分片数据位置,支持目标IP适当重建源数据报。
Time-to-Live ― 是一种计数器,在丢弃数据报的每个点值依次减1直至减少为0。这样确保数据包无止境的环路过程。
Protocol ― 指出在 IP 处理过程完成之后,有哪种上层协议接收导入数据包。
Header Checksum ― 帮助确保 IP 协议头的完整性。由于某些协议头字段的改变,如生存期(Time to Live),这就需要对每个点重新计算和检验。Internet 协议头需要进行处理。
Source Address ― 指定发送代码。
Destination Address ― 指定接收代码。
Options ― 允许 IP 支持各种选项,如安全性。
Data ― 包括上层信息。
2. IPv6 Header Format
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|Version| Traffic Class | Flow Label |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Payload Length | Next Header | Hop Limit |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| |
+ +
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+ Source Address +
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+ +
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+ +
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+ Destination Address +
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+ +
| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+IPv6数据包:包头
IPv6包头长度固定为40字节,去掉了IPv4中一切可选项,只包括8个必要的字段,因此尽管IPv6地址长度为IPv4的四倍,IPv6包头长度仅为IPv4包头长度的两倍。
其中的各个字段分别为:
Version(版本号):4位,IP协议版本号,值= 6。
Traffic Class(通信类别):8位,指示IPv6数据流通信类别或优先级。功能类似于IPv4的服务类型(TOS)字段。
Flow Label(流标记):20位,IPv6新增字段,标记需要IPv6路由器特殊处理的数据流。该字段用于某些对连接的服务质量有特殊要求的通信,诸如音频 或视频等实时数据传输。在IPv6中,同一信源和信宿之间可以有多种不同的数据流,彼此之间以非“0”流标记区分。如果不要求路由器做特殊处理,则该字段 值置为“0”。
Payload Length(负载长度):16位负载长度。负载长度包括扩展头和上层PDU,16位最多可表示65535字节负载长度。超过这一字节数的负载,该字段值 置为“0”,使用扩展头逐个跳段(Hop-by-Hop)选项中的巨量负载(Jumbo Payload)选项。
Next Header(下一包头):8位,识别紧跟IPv6头后的包头类型,如扩展头(有的话)或某个传输层协议头(诸如TCP,UDP或着ICMPv6)。
Hop Limit(跳段数限制):8位,类似于IPv4的TTL(生命期)字段。与IPv4用时间来限定包的生命期不同,IPv6用包在路由器之间的转发次数来限定包的生命期。包每经过一次转发,该字段减1,减到0时就把这个包丢弃。
Source Address(源地址):128位,发送方主机地址。
Destination Address(目的地址):128位,在大多数情况下,目的地址即信宿地址。但如果存在路由扩展头的话,目的地址可能是发送方路由表中下一个路由器接口。
IPv6数据包:扩展包头
IPv6包头设计中对原IPv4包头所做的一项重要改进就是将所有可选字段移出IPv6包头,置于扩展头中。由于除Hop-by-Hop选项扩展头外,其他扩展头不受中转路由器检查或处理,这样就能提高路由器处理包含选项的IPv6分组的性能。
通常,一个典型的IPv6包,没有扩展头。仅当需要路由器或 目的节点做某些特殊处理时,才由发送方添加一个或多个扩展头。与IPv4不同,IPv6扩展头长度任意,不受40字节限制,以便于日后扩充新增选项,这一 特征加上选项的处理方式使得IPv6选项能得以真正的利用。 但是为了提高处理选项头和传输层协议的性能,扩展头总是8字节长度的整数倍。
目前,RFC 2460中定义了以下6个IPv6扩展头:Hop-by-Hop(逐个跳段)选项包头、目的地选项包头、路由包头、分段包头、认证包头和ESP协议包头:
(一)Hop-by-Hop选项包头包含分组传送过程中,每个路由器都必须检查和处理的特殊参数选项。其中的选项描述一个分组的某些特性或用于提供填充。这些选项有:
Pad1选项(选项类型为0),填充单字节。
PadN选项(选项类型为1),填充2个以上字节。
Jumbo Payload选项(选项类型为194),用于传送超大分组。使用Jumbo Payload选项,分组有效载荷长度最大可达4,294,967,295字节。负载长度超过65,535字节的IPv6包称为“超大包”。
路由器警告选项(选项类型为5),提醒路由器分组内容需要做特殊处理。路由器警告选项用于组播收听者发现和RSVP(资源预定)协议。
(二)目的地选项包头指名需要被中间目的地或最终目的地检查的信息。有两种用法:
如果存在路由扩展头,则每一个中转路由器都要处理这些选项。
如果没有路由扩展头,则只有最终目的节点需要处理这些选项。
(三)路由包头
类似于IPv4的松散源路由。IPv6的源节点可以利用路由扩展包头指定一个松散源路由,即分组从信源到信宿需要经过的中转路由器列表。
(四)分段包头
提供分段和重装服务。当分组大于链路最大传输单元(MTU)时,源节点负责对分组进行分段,并在分段扩展包头中提供重装信息。
(五)认证包头
提供数据源认证、数据完整性检查和反重播保护。认证包头不提供数据加密服务,需要加密服务的数据包,可以结合使用ESP协议。
(六)ESP协议包头
提供加密服务。
IPv6数据包:上层协议数据单元
上层数据单元即PDU,全称为Protocol Data Unit。
PDU由传输头及其负载(如ICMPv6消息、或UDP消息等)组成。而IPv6包有效负载则包括IPv6扩展头和PDU,通常所能允许的最大字节数为65535字节,大于该字节数的负载可通过使用扩展头中的Jumbo Payload(见上文)选项进行发送。
3.tcpTCP建立连接时的三次握手
源端口:16位;
目的端口:16位
序列码:32位,当SYN出现,序列码实际上是初始序列码(ISN),而第一个数据字节是ISN+1;
确认码:32位,如果设置了ACK控制位,这个值表示一个准备接收的包的序列码;
数据偏移量:4位,指示何处数据开始;
保留:6位,这些位必须是0;
控制位:6位;
窗口:16位;
校验位:16位;
优先指针:16位,指向后面是优先数据的字节;
选项:长度不定;但长度必须以字节记;选项的具体内容我们结合具体命令来看;
填充:不定长,填充的内容必须为0,它是为了保证包头的结合和数据的开始处偏移量能够被32整除;
4.udp
UDP的报头
UDP报头由4个域组成,其中每个域各占用2个字节,具体如下:源 端口号
目标端口号
数据报长度
校验值