IP資料報格式和IP位址路由（三）

一、ip資料報格式

注：注意的是網路資料報以大端位元組序傳輸，當然頭部也得是大端位元組序

linux中的ip資料結構體：

struct ip
;

版本ip協議版本號，長度為4位，ipv4此字段值為4，ipv6此字段值為6

首部長度

以32位的字為單位，該字段長度為4位，最小值為5，即不帶任何選項的ip首部20個位元組；最大值為15，所以首部長度最大為60個位元組

服務型別（tos）

長度為8位。此欄位包含3位的優先權（現已忽略），4位的服務型別子欄位（只能有一位置1）和1位的保留位（必須置0）。4位的服務型別分別為最小延遲（d）、最大吞吐量（t）、最高可靠性（r）、最小費用（f），如下圖。

總長度該字段長度為16位，以位元組為單位，該字段長度包含ip的頭部和資料部分(payload)。ip資料報最大可達65535（2^16-1)個位元組。

標識16位標識，用來標識乙個ip資料報，每傳送乙個此值會加1，可用於分片和重新組裝成資料報。

標誌與片偏移

3位標誌其中第一位不使用，每二位df（don』t fragment），該位如果為1，如果傳輸的資料報超過最大傳輸單元(mtu)，該資料報會被丟棄，並傳送乙個icmp差錯報文。第三位mf（more fragment）表示是否有更多的片，該位為1，說明後續有分片。最後一片mf為0。

假設乙個ip資料報大於最大傳輸單元mtu，那麼如果設定了分片標誌位，將會被分片傳輸。

每一片都有自己的ip 頭部，ip頭部中的標識是一樣的，但是片偏移不同（以8位元組為單位）。除了最後一片，分片要求其他片除去ip頭部的大小必須是8位元組的整數倍。除了第一片有tcp/udp頭部，其他片都沒有。分片完成後，每一片獨自成為乙個資料報（跟資料報概念不同，參見這裡），可以走不同的路由，最後到達目的地的時候ip層根據它們各自ip頭部的資訊重新組成乙個ip資料報。如下圖，這裡ip資料報被分出了2片

ttlttl（time to live）表示資料報最多可經過的路由器的數量。資料報每經過乙個路由器，ttl減1，減為0時丟棄，並傳送icmp

報文通知源主機。ttl可以避免資料報在路由器之間不斷迴圈。

協議型別

表示ip層上承載的是哪個高階協議。在封裝與分用的過程中，協議棧知道該交給哪個層的協議處理。1 icmp 2 igmp 6 tcp 17

udp頭部校驗和

保證資料報頭部的資料完整性，但校驗不包括資料部分。

源ip位址

傳送資料的主機ip位址

目的ip位址

接收資料的主機ip位址

選項與填充（選項為4位元組整數倍，否則用0填充）

二、ip位址與路由

ipv4的ip位址長度為4位元組，通常採用點分十進位制表示法（dotted decimal representation），internet被各種路由器和閘道器裝置分隔成很多網段，為了標識不同的網段，需要把32位的ip位址劃分成網路號和主機號兩部分，網路號相同的各主機位於同一網段，相互間可以直接通訊，網路號不同的主機之間通訊則需要通過路由器**。

這台主機只有乙個網路介面連到172.16.148.0/24網路(172.16.148.166 & 255.255.255.0 = 172.16.148.0)

路由表的destination（目標）是目的網路位址

閘道器；（gateway）是下一跳位址，介面（iface）是傳送介面，標誌（flags）中的u標誌表示此條目有效（可以禁用某些條目），g標誌表示此條目的下一跳位址是某個路由器的位址，沒有g標誌的條目表示目的網路位址是與本機介面直接相連的網路，不必經路由器**，因此下一跳位址處記為*號。

路由的處理過程如下

IP資料報格式和IP位址路由（三）

IP資料報格式

IP資料報格式

IP資料報格式

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