IP 数据报的组成

IPv4 数据报头部的组成

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每个字段的含义：

  • 版本：指 IP 协议的版本，可以填 4 或者 6
  • 首部长度：首部有可选字段，所以需要指明首部长度
    • 首部长度的单位是 4B
    • 首部长度字段是 4 位，可表示的最大长度为 (2^4 - 1) * 4B = 60B ，首部长度受限于此
    • 首部长度一个单位是 4B，因此需要对首部进行填充以字节对齐
  • 区分服务：几乎不使用
  • 总长度：首部+数据部分的总长度，单位是 1B，IP 数据报的最大长度为： 2^16 - 1B = 65535B
  • 标识：标识让分片可以重新组装成数据报。
  • 标志：标志字段有 3 位，中间位是 DF，最低位是 MF
    • DF：表示是否允许路由器进行分片。该位为 0 时，才运行分片（Dont）
    • MF：表示是否有更多的分片。该位为 0，表示当前分片是最后一个分片
  • 片偏移：占 13 位，分片相对于数据部分开头的偏移，单位是 8B
  • 生存时间：TTL。路由器在转发数据报之前，会把 TTL 减 1，如果减小到 0，就丢弃分组，并报告差错
  • 协议：上层的协议
  • 首部校验和：仅包含首部的校验和。IP 数据报长度太大，如果对整个数据报进行校验，会增加路由器转发的耗时

数据报分片

IP 数据报的最大长度为 65535B，数据报需要封装在数据链路层的帧里面，不同的链路有不同的 MTU（MTU是指数据链路帧的数据部分，以太网帧的 MTU 为 1500B），IP 数据报在传送的过程中可能会被切分为多个分片。

如果切片失败
（需要进行切片，但 DF 字段为 1），则将数据报丢弃，并向源主机发送 ICMP 报文

谁分片，谁组装
源主机进行分片，路由器可以进行分片。目的主机进行组装。

IP 数据报分片的实例为：
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注：分片之后，首部的总长度字段应该填写分片的总长度，而不是未分片前数据报的总长度。（仔细思考一下，如果这个字段是数据部分总长度，倒是可以填写分片前的数据报中数据部分总长度）。