理論上分析IP報文的結構各字段的意義

2021-09-05 06:00:15 字數 3059 閱讀 4997

如下圖4.17所示為ip報文的結構,表示ip報文的組成部分。包含20位元組ip報頭、選項(根據實際應用而定)字段、傳遞資料(使用者資料)組成。其中理解20位元組的ip報頭部分各個欄位的具體意義是理解ip報文的關鍵。其中包括版本、報頭長度、服務型別、總長度、識別符號、標誌、片偏移(傳輸時是否發生資料分段)、生存時間、協議、首部校驗和、源ip位址、目標ip位址,通過上述字段可以保證資料能夠正確的從信源傳遞到信宿。下面將開始對ip報文的每個欄位作述描:

n版本(version):該字段的長度為4位元,表示正在使用ip協議的版本。該字段的值一般為4或者6,如果該值為4表示正在使用ip的4號版本,如果該值為6表示正在使用下一代的ip位址(ip的6號版本,簡稱ipv6)。

n報頭長度(header length):長度為4位元,描述ip報頭的長度。如果不攜帶「選項」字段,那麼值為20位元組。如果包含了「選項」字段,那麼報頭長度最大可為60位元組(「選項」字段最大值為40位元組)。換而言之,ip報頭長度的值的變化範圍為20~60位元組。

注意:ip報頭長度(header length)並不包括任何資料負載的大小。

n服務型別(typeof service)

:長度為8位元,用於對特殊報文的處理。該欄位可以配置ip報文的

優先順序(precedence),其意義在於當網路發生擁塞時,可讓具備高優先順序的ip報文優先被**,類似於在擁塞的道路上,保證如救護車一類車輛優先通行的例項。tos欄位用於配置傳輸服務型別,如吞吐量、時延、可靠性、費用等型別。

注意:一般面向ip流量工程、服務質量保證(qos)專案的工程師將大量配置和使用該欄位,這將在思科ccnp認證的ont網路優化課程中進行重點學習。

n總長度(total length):該字段為16位元,指示整個ip報文所能攜帶的最大位元組數,包括「ip報頭」和「傳遞資料(負載)」長度的總和。而「總長度(total length)」字段,佔16位元位,它所對應的二進位制最大數為16個「1」,對應的十進位制數就為65536,而計算機計數都是從0開始,所以乙個ip報文的最大長度為65535個位元組。

注意:ip報文通常也叫ip資料報,工作在「網路層」,由ip報頭和傳遞資料組成,而乙個ip資料報最大不能超過65535位元組。

n識別符號(identifier):該字段的長度為16位元,表示為某一種ip資料報分配乙個唯一的數字標識,該識別符號的作用就是保證資料被分段後,區別於網路中其它的ip資料分段,然後可以被正確的重新組合,因為在某乙個ip資料被分段的同時,可能存在多個不同ip資料的分段。

注意:識別符號(identifier)類似於將標記為紅色的物品混入其他不同顏色的物品中,而此時將紅色的物品分離出來就是一件很容易的事情。識別符號就有這樣的作用。

n標誌(flags):該字段的長度為3位元,該字段的作用主要是配合ip報文中的「識別符號(identifier)」欄位和「片偏移(fragment offset)」欄位來管理ip報文的分段。它由三個控制標誌組成,三個標誌中,第一位(也是第乙個標誌)一般不使用,作為預留。第二位(也是第二個標誌)為df位,如果df值為1,表示不能對該ip資料報執行分段處理。第三位(也是第三個標誌)為mf位,表示對於被分段的ip資料報,除了最後乙個資料分段的mf值為0之外,其它的所有資料分段的mf值都為1,換而言之,mf=1表示該ip資料分段的後面還有緊跟的資料分段,

直到mf值為0為止。

n片偏移(fragment offset):該字段長度為13位元,表示分段資料起始點相對於報頭起始點的偏移位置,其目的在於讓目標接受方可按照分段順序重新組織報文,因為被分段的資料可能因為網路環境等客觀因素不能按分段時的順序到達目標接受方。

注意:片偏移(fragment offset)字段類似於兩個物體之間規定相隔距離為30公尺,那麼不管把這兩個物體移動到什麼位置,兩個物體之間的距離始終為30公尺。同理,偏移位置就是兩個分段之間的相對位置。

n生存時間(time to live):該字段長度為8位元,表明當前報文能在網路上的最大存活時間。意思就是指資料報每經過乙個路由器(閘道器),ttl值自動減1,當為0時,丟棄該報文。如下圖4.18所示,表示主機a傳送資料的ttl值為64,當資料經過路由器達到主機b後,ttl值減少1,其值為63。

n協議(protocol):該字段長度為8位元,用於標識osi上層所攜帶的具體協議,通常是乙個傳輸層協議或者網路層協議,如:udp、tcp、icmp等。通常該協議值使用十六進製制表示,udp、tcp、icmp分別對應的十六進製制值為:11、06、01。

n首部校驗和(header checksum):該字段長度為16位元,該字段只在ip報文的首部上進行計算,提供一種基於傳輸的基本差錯控制。具體做法是把ip報文的首部位元組分為兩個字,乙個字為兩個位元組,然後進行相加而得到,**ip報文的所有中間裝置都要進行該值的計算,如果計算出來的兩個校驗和不同,就認為資料在傳輸的過程中被損壞。

n該字段長度為32位元,用於記錄傳送資料源主機的ip位址。

n該字段長度為32位元,用於記錄目標主機的ip位址。

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