IP 数据报的格式解读

IP数据报由首部和数据两部分组成。

IP数据报的首部

• 首部的前一部分为固定长度(20字节)，这是所有IP数据报必须具有的。
• 首部固定部分的后面是选项和填充字段(长度可变) 。
• 数据部分的长度也是可变的

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版本——4位，指IP协议的版本。目前广泛使用的协议版本号为4 (即IPv4)。通信双方的协议版本必须一致。

首部长度——4位，表示数据报首部的长度。因首部长度可表示的最大数值是15个单位(每单位为4 字节)，所以IP的首部长度的最大值为60字节。当首部长度不足4字节的整数倍时，可利用填充字段加以填充补齐

区分服务——8位，表示对数据报的服务要求。前三位表示优先级(0～7，0最低)，D、T、R和C分别表示对时延、吞吐量、可靠性和路由服务费用有选择的要求。最后一位未用。该字段只有当使用区分服务时才使用。

总长度——16位，指整个数据报(包括首部和数据)的长度，单位为字节。数据报的最大长度为65535字节(64KB)。总长度必须不超过数据链路层的最大传送单元MTU。当数据报长度超过MTU时，需对其分片，此时的总长度是指分片后的每一分片(包括首部与数据) 的长度

标识(identification) ——16位，它用于数据报各分片最终被重装成来原来的数据报。它是一个计数器，每产生一个数据报，计数器就加1，并将此值赋给标识字段。目的主机将相同标识字段值的各分片数据报最后进行正确地重装(合片)。

标志(flag) ——3位，目前只有后两位有意义。最低位记作 MF (More Fragment)。MF=1表示后面“还有分片”。MF=0表示已是最后一个分片。次低位是DF(Don‘t Fragment) 用来控制是否允许数据报分片。只有DF=0才允许分片。

片偏移——13位，指较长的分组在分片后某片在原分组中的相对位置。也就是说，相对于用户数据字段的起点，该片从何处开始，以便目的主机重装数据报。片偏移以8个字节为偏移单位。这就是说，每个分片的长度一定是8字节(64位)的整数倍。

IP数据报分片举例：

• 一数据报的总长度为 3820 字节，其数据部分的长度为 3800 字节（使用固定首部），需要分片为长度不超过 1420 字节的数据报片。
• 因固定首部长度为 20 字节，因此每个数据报片的数据部分长度不能超过 1400 字节。
• 于是分为 3 个数据报片，其数据部分的长度分别为 1400、1400 和 1000 字节。
• 原始数据报首部被复制为各数据报片的首部，但必须修改有关字段的值。

生存时间——8位，记为TTL(Time To Live)，表示该数据所在网络中的寿命。其单位最初是秒，但为了方便，现在都用“跳数”作为TTL的单位。数据报每经过一个路由器，其TTL值就减 1，当TTL值减为零时，就丢弃这个数据报。