IP數據包格式

IP數據包格式

0 4 8 16 31

|4位版本 | 4位首部長度 | 8位服務類型 | 16位總長度（字節數）|

|16位標識 | 3位標志 | 13位片偏移 |

|8位生存時間| 8位協議 | 16位首部校驗和 |

|32位源IP地址|

|32位目的IP地址|

|選項（可無）|

|數據|

netinet/ip.h中定義ip：

struct ip

{

#if __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN

unsigned int ip_hl:4; /* header length */

unsigned int ip_v:4; /* version */

#endif

#if __BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN

unsigned int ip_v:4; /* version */

unsigned int ip_hl:4; /* header length */

#endif

u_int8_t ip_tos; /* type of service */

u_short ip_len; /* total length */

u_short ip_id; /* identification */

u_short ip_off; /* fragment offset field */

#define IP_RF 0x8000 /* reserved fragment flag */

#define IP_DF 0x4000 /* dont fragment flag */

#define IP_MF 0x2000 /* more fragments flag */

#define IP_OFFMASK 0x1fff /* mask for fragmenting bits */

u_int8_t ip_ttl; /* time to live */

u_int8_t ip_p; /* protocol */

u_short ip_sum; /* checksum */

struct in_addr ip_src, ip_dst; /* source and dest address */

};

解析

1. 4位首部長度（ip_hl)：這個值以4字節為單位，IP協議首部的固定長度為20個字節，如果IP包沒有選項，那么這個值為5.
2. 4位版本（ip_v):這里是4，現在IPV6已經出來了。
3. ip_tos服務類型：說明提供的優先權。
4. ip_len:IP數據包的總長度，最大為65535，字節數。包括IP首部和IP層payload（數據）。
5. ip_id:唯一地標識主機發送的每一份數據報，一個數據報的所有分片具有相同的標識。
6. 3位標識，第一位RF保留，第二位DF是否分片，1不分片（默認），0分片；第三位MF是否還有分片，1還有片（默認），0無片。
7. ip_off碎片偏移：和上面ID一起用來重組碎片。
8. ip_ttl生存時間：每經過一個路由時減1，直到為0時被拋棄。單位不是秒，而是跳hop。
9. ip_p協議：表示創建這個IP數據包的高層協議，如TCP，UDP，ICMP和IGMP協議。
10. ip_sum首部校驗和：提供對首部數據的校驗。
11. ip_src,ip_dst:發送者和校驗者IP地址。

12. 分片： 把一個數據報為了適合網絡傳輸而分成多個數據報的過程稱為分片，被分片后的各個IP數據報可能經過不同的路徑到達目標主機。 一個IP數據報在傳輸過程中可能被分片，也可能不被分片。如果被分片，分片后的IP數據報和原來沒有分片的IP數據報結構是相同的，即也是由IP頭部和IP數據區兩個部分組成： 分片后的IP數據報，數據區是原IP數據報數據區的一個連續部分，頭部是原IP數據報頭部的復制，但與原來未分片的IP數據報頭部有兩點主要不同：標志和片偏移

(1)標志：在IP數據報頭部有一個叫“標志”的字段，用3位二進制數表示： 不分片DF（Do not Fragment）標志如果被置1，則數據報在傳輸過程中不能被分片，如網絡連通性測試命令ping就可以用-F參數設置為在數據傳輸時不分片，但這樣當數據不能通過MTU較小的網絡時，將產生數據不可達的錯誤。 片未完MF（More Fragment）標志如果被置1，說明該數據報不是分片后的最后一個數據報，最后一個數據報的該位被置0。

(2)片偏移：IP數據報被分片后，各片數據區在原來IP數據區中的位置用13位片偏移來表示。上圖中分片1的偏移為0；分片2的偏移為600；分片3的偏移為1200。實際在IP地址中,由於偏移是以8個字節為單位進行計算的,因而在IP數據報中分片1的偏移是0；分片2的偏移是75；分片3的偏移是150。

13. 重組： 當分了片的IP數據報到達最終目標主機時，目標主機對各分片進行組裝，恢復成源主機發送時的IP數據報，這個過程叫做IP數據報的重組。 在IP數據報頭部中，標識用16位二進制數表示，它唯一地標識主機發送的每一份數據報。在一個數據報被分片時，每個分片僅把數據報“標識”字段的值原樣復制一份，所以一個數據報的所有分片具有相同的標識。 目標端主機重組數據報的原理是：

(1)根據“標識”字段可以確定收到的分片屬於原來哪個IP數據報；

(2)根據“標志”字段的“片未完MF”子字段可以確定分片是不是最后一個分片；

(3)根據“偏移量”字段可以確定分片在原數據報中的位置。

14. IP數據包的首部長度和數據包長度都是變長的，但總是4字節的整數倍。每個IP數據包長度最大為1500字節（MTU），包首長20～60字節（選項最多40字節），所以數據長度為1480～1440字節。

 

參考:https://blog.csdn.net/wangzhen209/article/details/74453548