文章目录
- 网络层协议
- IPv4 数据报格式
- IPv4 数据报首部格式
- 版本（Version）
- 首部长度（Header Length）
- 区分服务（Differentiated Services Field）
- 可选字段
- 填充
- 总长度（Total Length）
- `标识、标志、片偏移`
- `标识(Identification)`
- `标志(Flags)`
- `片偏移（Fragment Offset）`
- 生存周期（Time To Live，TTL）
- 协议
网络层协议
IPv4 数据报格式
IPv4 数据报首部格式
版本（Version）
- 长度为
4
b
i
t
4bit
4bit，用于表示 IP 协议的版本。
0 b 0100 0b0100 0b0100： I P v 4 IPv4 IPv4 0 b 0110 0b0110 0b0110： I P v 6 IPv6 IPv6
首部长度（Header Length）
- 长度为
4
b
i
t
4bit
4bit，将长度乘以
4
4
4 才是最终长度，用来表示IPv4数据报的首部长度。
- 最小值取 0 b 0101 = 5 10 0b0101 = 5_{10} 0b0101=510，首部长度最少为 20 20 20 字节。
- 最大值取 0 b 1111 = 1 5 10 0b1111 = 15_{10} 0b1111=1510，首部长度最多为 60 60 60 字节。
区分服务（Differentiated Services Field）
- 长度为 8 b i t ( 1 B ) 8bit(1B) 8bit(1B)
- 用于提高网络服务质量。
可选字段
- 长度从 1 1 1 字节到 40 40 40 字节不等，用来支持排错、测量以及安全措施等功能。
- 虽然可选字段增加了 I P v 4 IPv4 IPv4 数据报的功能，但这同时也使得 I P v 4 IPv4 IPv4 数据报的首部长度成为可变的，这就增加了因特网中每⼀个路由器处理 I P v 4 IPv4 IPv4 数据报的开销。
填充
- 当首部长度不是 4 4 4 字节的整数倍时，我们用 0 0 0 填充。
总长度（Total Length）
- 长度为 16 b i t ( 2 B ) 16bit(2B) 16bit(2B)
- 首部 + 数据的总长度，跟首部长度不一样，不需要乘 4 4 4
- 最大值是
65535
(
2
16
)
65535(2^{16})
65535(216)，单位为字节。
标识、标志、片偏移
- 由于帧的数据不能超过1500字节，所以过大的IP数据包，需要分成片（fragments）传输给数据链路层。
- 每一片都有自己的网络层首部（IP首部）
标识(Identification)
- 占 16 b i t ( 2 B ) 16bit(2B) 16bit(2B)
- 分包时，网络层会对同一数据包的片打上同一标识。
- 有⼀个计数器专门管理数据包的ID，每发出⼀个数据包，ID就加1。
标志(Flags)
- 占 3 b i t 3bit 3bit
- 最高位为保留位，必须设置为 0 0 0
- 中间位（Don’t Fragment，DF）
- DF = 1 表示不许分片；
- DF = 0 表示可以分片。
- 最低位（More Fragment，MF）
- MF = 1 表示后面还有分片；
- MF = 0 表示后面没有分片。
片偏移（Fragment Offset）
- 占 13 b i t 13bit 13bit
- 片偏移乘以8：字节偏移。
- 每⼀片的长度⼀定是8的整数倍。
片偏移指的是每个数据应该从哪个位置开始写。
由于之前的标志占了 3 b i t 3bit 3bit，所以 13 b i t 13bit 13bit 的偏移长度肯定不够表示 16 b i t 16bit 16bit 的总长度，那么就想到一个办法：右移 3 3 3 位。但是这样就得保证数据片长度得是 8 8 8 的倍数。
生存周期（Time To Live，TTL）
- 占 8 b i t 8bit 8bit
- 每个路由器在转发之前会将TTL减1，⼀旦发现TTL减为0，路由器会返回错误报告。
协议
- 占
8
b
i
t
8bit
8bit，用来指明IPv4数据报的数据载荷是何种协议数据单元PDU。也就是说这个数据包要交给谁。
- 首先，分解数据报： 1580 = 1560 + 20 1580 = 1560 + 20 1580=1560+20，说明数据部分时 1560 B 1560B 1560B
- 分第一片： 数据 + 20 < = 800 数据 + 20 <= 800 数据+20<=800，由于片偏移的存在，数据得是 8 8 8 的整数倍，所以数据长 776 B 776B 776B；剩下数据 784 B 784B 784B
- 分解第二片： 数据 + 20 < = 800 数据 + 20 <= 800 数据+20<=800，所以数据长度还是 776 B 776B 776B，剩下数据 8 B 8B 8B
- 那么第二片的总长度字段为 776 + 20 = 796 776 + 20 = 796 776+20=796，由于后面还有同一包的数据片，所以 MF = 1。
答案为 B B B
