網(wǎng)絡(luò)工程師上午綜合知識(shí)必備考點(diǎn)：IP報(bào)頭

一、IP報(bào)頭結(jié)構(gòu)如下圖所示：

二、IP報(bào)頭中各部分的作用：

版本號(hào)(Version)：表示IP協(xié)議的版本。通信雙方使用的 IP 協(xié)議版本必須一致，目前廣泛使用的IP協(xié)議版本號(hào)為 4，即IPv4。

IP報(bào)頭長度(Header Length)：長度4比特。這個(gè)字段的作用是為了描述IP包頭的長度，因?yàn)樵贗P包頭中有變長的可選部分。該部分占4個(gè)bit位，單位為32bit(4個(gè)字節(jié))，即本區(qū)域值= IP頭部長度(單位為bit)/(8*4)，因此，一個(gè)IP包頭的長度最長為“1111”，即15*4=60個(gè)字節(jié)。IP包頭最小長度為20字節(jié)。

服務(wù)類型(Type of Service)：長度8比特。3位優(yōu)先權(quán)字段(已經(jīng)棄用)，4位TOS字段， 和1位保留字段(必須置為0)。4位TOS分別表示: 最小延時(shí)， 最大吞吐量,，最高可靠性，最小成本.。這四者相互沖突， 只能選擇一個(gè)。 對(duì)于ssh/telnet這樣的應(yīng)用程序，最小延時(shí)比較重要; 對(duì)于ftp這樣的程序，最大吞吐量比較重要。

IP包總長(Total Length)：長度16比特。 以字節(jié)為單位計(jì)算的IP包的長度 (包括頭部和數(shù)據(jù))，所以IP包最大長度65535字節(jié)。

標(biāo)識(shí)符(Identifier)(數(shù)據(jù)報(bào)ID)：長度16比特。該字段和Flags和Fragment Offest字段聯(lián)合使用，對(duì)大的上層數(shù)據(jù)包進(jìn)行分段(fragment)操作。路由器將一個(gè)包拆分后，所有拆分開的小包被標(biāo)記相同的值，以便目的端設(shè)備能夠區(qū)分哪個(gè)包屬于被拆分開的包的一部分。

標(biāo)記(Flags)：長度3比特。該字段第一位不使用。第二位是DF(Don't Fragment)位，DF位設(shè)為1時(shí)表明路由器不能對(duì)該上層數(shù)據(jù)包分段。如果一個(gè)上層數(shù)據(jù)包無法在不分段的情況下進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，則路由器會(huì)丟棄該上層數(shù)據(jù)包并返回一個(gè)錯(cuò)誤信息。第三位是MF(More Fragments)位，當(dāng)路由器對(duì)一個(gè)上層數(shù)據(jù)包分段，則路由器會(huì)在除了最后一個(gè)分段的IP包的包頭中將MF位設(shè)為1。

片偏移(Fragment Offset)：長度13比特。是分片相對(duì)于原始IP報(bào)文開始處的偏移. 其實(shí)就是在表示當(dāng)前分片在原報(bào)文中處在哪個(gè)位置. 實(shí)際偏移的字節(jié)數(shù)是這個(gè)值 * 8 得到的. 因此, 除了最后一個(gè)報(bào)文之外, 其他報(bào)文的長度必須是8的整數(shù)倍(否則報(bào)文就不連續(xù)了)。

生存時(shí)間(TTL)：長度8比特。當(dāng)IP包進(jìn)行傳送時(shí)，先會(huì)對(duì)該字段賦予某個(gè)特定的值。當(dāng)IP包經(jīng)過每一個(gè)沿途的路由器的時(shí)候，每個(gè)沿途的路由器會(huì)將IP包的TTL值減少1。如果TTL減少為0，則該IP包會(huì)被丟棄。這個(gè)字段可以防止由于路由環(huán)路而導(dǎo)致IP包在網(wǎng)絡(luò)中不停被轉(zhuǎn)發(fā)。

協(xié)議(Protocol)：長度8比特。標(biāo)識(shí)了上層所使用的協(xié)議。表示該數(shù)據(jù)報(bào)文所攜帶的數(shù)據(jù)所使用的協(xié)議類型，該字段可以方便目的主機(jī)的IP層知道按照什么協(xié)議來處理數(shù)據(jù)部分，不同的協(xié)議有專門不同的協(xié)議號(hào)。

以下是比較常用的協(xié)議號(hào)：

1 ICMP

2 IGMP

6 TCP

17 UDP

88 IGRP

89 OSPF

頭部校驗(yàn)(Header Checksum)：長度16位。用來做IP頭部的正確性檢測，但不包含數(shù)據(jù)部分。 因?yàn)槊總€(gè)路由器要改變TTL的值,所以路由器會(huì)為每個(gè)通過的數(shù)據(jù)包重新計(jì)算這個(gè)值。

起源和目標(biāo)地址(Source and Destination Addresses)：這兩個(gè)地段都是32比特。標(biāo)識(shí)了這個(gè)IP包的起源和目標(biāo)地址。要注意除非使用NAT，否則整個(gè)傳輸?shù)倪^程中，這兩個(gè)地址不會(huì)改變。我們平?？匆姷模?6.46.71.180，這是通過點(diǎn)分十進(jìn)制來表示的，每個(gè)部分的范圍是0-255。

可選項(xiàng)(Options)：這是一個(gè)可變長的字段。該字段屬于可選項(xiàng)，主要用于測試，由起源設(shè)備根據(jù)需要改寫?？蛇x項(xiàng)目包含以下內(nèi)容：

1、松散源路由(Loose source routing)：給出一連串路由器接口的IP地址。IP包必須沿著這些IP地址傳送，但是允許在相繼的兩個(gè)IP地址之間跳過多個(gè)路由器。

2、嚴(yán)格源路由(Strict source routing)：給出一連串路由器接口的IP地址。IP包必須沿著這些IP地址傳送，如果下一跳不在IP地址表中則表示發(fā)生錯(cuò)誤。

3、路由記錄(Record route)：當(dāng)IP包離開每個(gè)路由器的時(shí)候記錄路由器的出站接口的IP地址。

4、時(shí)間戳(Timestamps)：當(dāng)IP包離開每個(gè)路由器的時(shí)候記錄時(shí)間。

填充(Padding)：因?yàn)镮P包頭長度(Header Length)部分的單位為32bit，所以IP包頭的長度必須為32bit的整數(shù)倍。因此，在可選項(xiàng)后面，IP協(xié)議會(huì)填充若干個(gè)0，以達(dá)到32bit的整數(shù)倍。

數(shù)據(jù)部分：表示傳輸層的數(shù)據(jù)，如保存 TCP、UDP、ICMP 或 IGMP 的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)部分的長度不固定。

相關(guān)真題：

1、在沒有選項(xiàng)和填充的情況下.IPv4數(shù)據(jù)報(bào)報(bào)頭長度域的值應(yīng)該為(　)

A.3

B.4

C.5

D.6

信管網(wǎng)參考答案：C

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2、 在IP 數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行分片時(shí)，分片報(bào)頭與源報(bào)頭可能不相同的字段為(　　)。

A.源IP 地址

B. 目的IP 地址

C. 標(biāo)志

D. 標(biāo)識(shí)

信管網(wǎng)參考答案：C

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