IPv4 分组

IPv4分组的格式

• 总长度。占16位。指首部和数据之和的长度，单位为字节，因此数据报的最大长度为216- 1 = 65535B。以太网帧的最大传送单元（MTU）为1500B。
• 标识。占16位。它是一个计数器，每产生一个数据报就加 1，并赋值给标识字段。当一个数据报的长度超过网络的 MTU 时，必须分片，此时每个数据报片都复制一次标识号，以便能正确重装成原来的数据报。
• 标志。占3位。标志字段的最低位为 MF，MF = 1 表示后面还有分片，MF = 0 表示最后一个分片。标志字段中间一位是 DF，只有当 DF = 0 时才允许分片。
• 片偏移。占13位。它指出较长的分组在分片后，某片在原分组中的相对位置。片偏移以8个字节为偏移单位，即每个分片的长度一定是8B(64位)的整数倍。

IP数据报分片

一个链路层数据报能承载的最大数据量称为最大传送单元（MTU）。
当 IP 数据报的总长度大于链路 MTU 时，就需要将 IP 数据报中的数据分装在两个或多个较小的 IP 数据报中，这些较小的数据报称为片。
目的主机使用 IP 首部中的标识、标志和片偏移字段来完成对片的重组。

网络层转发分组的流程

网络层的路由器执行的分组转发算法如下：

1. 从数据报的首部提取目的主机的 IP 地址D， 得到目的网络地址 N。
2. 若网络 N 与此路由器直接相连，则把数据报直接交付给目的主机 D（直接交付，否则是间接交付，执行步骤3）。
3. 若路由表中有主机 D 的特定主机路由，则传送给路由表指明的下一跳路由器；否则，执行步骤4。
4. 若路由表中有到达网络 N 的路由，则把数据报传送给路由表指明的下一跳路由器；否则，执行步骤5.
5. 若路由表中有一个默认路由，则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器；否则，执行步骤6。
6. 报告转发分组出错。