IPV4報文格式詳解

ipv4報文格式

 版本(version)：4比特(bit)，4(二進制0100)表明ipv4，6(二進制0110)表明ipv6；
 報文頭長度(IHL,IP Header Length)：4比特(bit)，該值以4字節(Byte)爲一個單位，所以最長能夠表示15*4=60字節(Byte)；最小爲20（不帶Option字段），最長爲60；
 服務類型(TOS，Type of Service)：8比特(bit)，用於實施QOS，RFC 791中TOS 的IP Precedence分爲8個優先級，值越大優先級越高。RFC2474中對TOS從新定義，前6位定義成DSCP，能夠標識64中等級，後兩位保留；
 報文總長度(Total Length)：長度16比特(bit)，以字節(Byte)爲單位，包含報文頭和數據，全部IP報文最長65535字節(Byte)，2的16次方等於65536；
 標識符(Identification)：16比特(bit)，主機每發一個報文，加1，分片重組時會用到該字段，與Flags和Fragment Offset聯合使用進行分段操做，一個大包分段爲多個小包時標記爲相同的值；
 標記(Flags)：3比特(bit)，第一位不使用，第二位是DF(Don’t Fragment)位，表示是否分片，0表示能夠分片，1表示不能分片；第二位是MF(More Fragment)位，表示該報文是否爲最後一片，0表示是，1表示否即還有後續報文；
 片偏移(Fragment Offset)：13比特(bit)，表示分片在原分組中的相對位置，以8個字節爲偏移單位；
 生存時間(TTL，Time to Live)：8比特(bit)，報文發送設備賦值，報文沒通過一臺路設備，該設備會對TTL值減1，當TTL值爲0時丟棄報文，用於防環；
 協議(Protocol)：8比特(bit)，上層所用的協議；
 頭部校驗(Header Checksum)：16比特(bit)，只檢驗數據包的首部，不檢驗數據部分。這裏不採用CRC檢驗碼，而採用簡單的計算方法；由於路由器須要改變包頭裏的TTL值，所以路由器須要爲每一個包從新計算頭部校驗值；
 源地址(Source Address)：32比特(bit)， 源IP地址；
 目的地址(Destination Address)：32比特(bit)， 目標IP地址；
 可選項(Options)：可變長度；主要用於測試，具體見下方
 填充(Padding)：填充字段，全0，因IP報文頭長度單位爲32bit(4Byte,)，因此報文長度必須爲32bit的整數倍。

擴展--服務類型(TOS，Type of Service)：

COS、TOS和DSCP：
COS是二層報文優先級IEEE802.1p，TOS和DSCP是三層IP報文頭的優先級
COS是字VLAN幀裏的802.1Q tag裏的一個PRI字段(3bit)，表明8個優先級0-7

報文分爲三種狀況：帶優先級和VLAN ID的標籤報文，其優先級值是自身帶的值；只帶優先級的標籤報文，此時VLAN ID爲0，其優先級值是自身帶的值；未帶標籤的報文，通常默認的優先級值爲0，也能夠進行更改指定新的優先級。
TOS和DSCP是IP報文頭的優先級，不一樣的RFC，具體參考QOS；
擴展--可選項(Options)：
 鬆散源路由(Loose source Routing)：給出一連串路由器接口IP地址，IP包必須沿着這些IP傳送，但容許相繼的兩個IP之間通過多跳；

• Type: 類型。佔1字節，此處設爲131。
• length: 佔1字節，記錄整個選項的長度。
• pointer: 指針項，佔1個字節，指向下一個被處理的源站地址，最小值爲4。
• route data: 路由數據。
   嚴格源路由(Strict Source Routing)：給出一連串路由器接口IP地址，IP包必須沿着這些IP傳送，若是下一跳不在IP列表則表示發生錯誤；
  
• Type=137(10001001)：佔1字節，code 的值此處設爲137。
• length：佔1字節，記錄整個選項的長度。
• pointer：指針項，佔1個字節，指向下一個被處理的源站地址，最小值爲4。
   路有記錄(Record Route)：當IP包離開每一個路由器時，記錄路由器的出接口IP地址；
  
• Type: 指明IP選項的類型。此處值爲7。
• length: 選項的總字節長度。不包含填充的長度，IP填滿時最大爲39；。
• pointer: 它是一個基於1的指針，指向存放下一個IP地址的位置。它的最小值爲4，指向存放第一個IP地址的位置。隨着每一個IP地址存入清單，ptr的值分別爲8，12，16，最大到36，當記錄下9個IP地址後，ptr的值爲40，表示清單已滿。
• route data: 路由數據。
   時間戳(Timestamps)：當IP包離開每一個路由器時紀錄時間。
  
• Type (01000100)：時間戳選項，代碼爲68；
• length：選項的總長度（通常爲36或40）；
• ponter：指向下一個可用空間的指針（5，9，13等）；
• oflw：表示溢出字段；
• flg：表示標誌字段： 0：只記錄時間戳。 1：每臺路由器都記錄它的IP地址和時間戳。在選項列表中只有存放4對地址和時間戳的空間。 3：發送端對選項列表進行初始化，存放了4個IP地址和4個取值爲0的時間戳值。只有當列表中的下一個IP地址與當前路由器地址相匹配時，才記錄它的時間戳。