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标题: TCP/IP原理浅析（8） [打印本页]

作者: look_w 时间: 2019-1-17 20:11 标题: TCP/IP原理浅析（8）

IP数据包中包含的主要部分如下：
版本：目前的协议版本号是4，因此IP有时也称作I P v 4。- iOS现已支持IPV6
首部长度：首部长度指的是IP包头中32 bit的数量，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，即长度20个字节。
服务类型（TOS）字段：包括一个3 bit的优先权子字段，4 bit的TOS子字段和1 bit未用位但必须置0的子字段。4 bit的TOS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。现在大多数的TCP/IP实现都不支持TOS特性，但是自4.3BSD Reno以后的新版系统都对它进行了设置。另外，新的路由协议如OSPF和IS-IS都能根据这些字段的值进行路由决策。
总长度字段：指整个IP数据包的长度，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。尽管可以传送一个长达65535字节的IP数据包，但是大多数的链路层都会对它进行分片。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数据包的内容。
标识字段：唯一地标识主机发送的每一份数据包。通常每发送一份报文它的值就会加1样，物理网络层一般要限制每次发送数据帧的最大长度。IP把MTU与数据包长度进行比较，如果需要则进行分片。分片可以发生在原始发送端主机上，也可以发生在中间路由器上。把一份IP数据包分片以后，只有到达目的地才进行重新组装。重新组装由目的端的IP层来完成，其目的是使分片和重新组装过程对传输层（TCP和UDP）是透明的，即使只丢失一片数据也要重传整个数据包。
已经分片过的数据包有可能会再次进行分片（可能不止一次）。IP首部中包含的数据为分片和重新组装提供了足够的信息。
对于发送端发送的每份IP数据包来说，其标识字段都包含一个唯一值。该值在数据包分片时被复制到每个片中。标志字段用其中一个比特来表示“更多的片”除了最后一片外，其他每片都要把该比特置1。
片偏移字段指的是该片偏移原始数据包开始处的位置。当数据包被分片后，每个片的总长度值要改为该片的长度值。标志字段中有一个比特称作“不分片”位。如果将这一比特置1，IP将不对数据报进行分片，在网络传输过程中如果遇到链路层的MTU小于数据包的长度时将数据包丢弃并发送一个ICMP差错报文。
TTL（time-to-live）生存时间：该字段设置了数据包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。
协议字段：根据它可以识别是哪个协议向IP传送数据。
首部检验和字段：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。因为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效验和码。
每一份IP数据报都包含32 bit的源IP地址和目的IP地址。
最后一个字段是任选项，是数据包中的一个可变长的可选信息。这些任选项定义如下：安全和处理限制（用于军事领域，详细内容参见RFC 1108[Kent 1991]）记录路径（让每个路由器都记下它的IP地址）时间戳（让每个路由器都记下它的IP地址和时间）宽松的源站选路（为数据报指定一系列必须经过的IP地址）严格的源站选路（与宽松的源站选路类似，但是要求只能经过指定的这些地址，不能经过其他的地址）。这些选项很少被使用，并非所有的主机和路由器都支持这些选项。选项字段一直都是以32 bit作为界限，在必要的时候插入值为0的填充字节。这样就保证IP首部始终是32 bit的整数倍。
最后是上层的数据，比如TCP或UDP的数据段。

IP数据包格式.png

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