考研级《计算机网络》知识梳理——第十五期

IP数据报格式

1、TCP/IP协议栈

 　　

 

 　　可以看出来在网际层里ARP协议（Address Resolution Protocol）为IP协议（Internet Protocol）服务，IP协议为ICMP协议（Internet Control Message Protocol）和IGMP协议（Internet Group Management Protocol）服务。

2、IP数据报格式

　　其中数据部分有来自于传输层的报文段，在传输层部分再详细讲解。

　　

 

 　　首部的组成部分如下图所示。

　　

　　版本：IPV4/IPV6?

　　首部长度：单位是4B（也就是4位二进制数表示的十进制数字乘以4B，例如0101表示5，乘以4B后是表示首部长度20Byte），最小值为0101.

　　区分服务：指示期望获得哪种类型的服务。

　　总长度：首部+数据，单位是1B。

　　生存时间TTL（time-to-live）：IP分组的保质期。经过一个路由器就-1，变成0就丢弃。

　　协议：数据部分的协议。（其中注意00000110（十进制6）表示TCP协议，00010001（十进制17）表示UDP协议）

　　　　

　　首部检验和：只检验首部，对首部数据进行二进制求和校验。

　　源IP地址和目的IP地址：IP地址是32位。

　　可选字段（长度可变）：0~40B，用来支持排错、测量以及安全等措施。

　　填充：全0，把首部填补成4B的整数倍。

　　看上面可能会产生疑问：明明是1B=8bit，为什么在表示长度的几个字段都不按照这种规律？因为那几个表示长度的字段本身就是定长固定大小的，他们表示的其实是对象有多少个Byte，他们本身只是一个值，大小是固定的，完全没有矛盾。

 

 

 

 

 

IP数据报分片

1、最大传送单元MTU（Maximum Transmission Unit）

　　概念：链路层数据帧可封装数据的上限。其中以太网的MTU是1500字节。对一个帧来说就是IP分组的总长度。

　　

　　如果所传送的数据报长度超过某链路的MTU值会怎么样？答：解决方法为分片。（前提是分组自己同意进行分片，如果不同意且超过最大长度就无法正常传递，会在逻辑中返回一个差错报文）

2、回顾IP数据报格式

 

 

 

　　标识：同一数据报的分片使用同一标识。作用就是表明来自相同的IP分组。

　　　　

　　标志：标志字段有3位，但是只有2位有意义（x _ _最低位和中间位）。

　　　　

　　　　中间位DF（Don't Fragment）：

　　　　　　DF=1，禁止分片；

　　　　　　DF=0，允许分片。

　　　　最低位MF（More Fragment）讨论的前提是DF=0：

　　　　　　MF=1，后面“还有分片”；

　　　　　　MF=0，代表最后一片/没分片

　　片偏移：13bit，指出较长分组分片后，某片在原分组中的相对位置。以8B为单位。（例如，如果片偏移字段为0000000000010，也就是十进制的2，那么这个分片在原来的分组中的位置是从第16Byte处开始）其实从这个单位也可以看出，除了最后一个分片，每个分片长度一定是8B的整数倍。

　　　　

3、IP数据报分片例题

　　一图明了，值得注意的是第一个分片的偏移量数是0，长度是1400B的话结尾是1399B，下一个分片的偏移量才是1400B（十进制数字为175，二进制表示为0000010101111）

　　

 

 4、IP数据报格式（就是对IP数据报中表示长度的字段单位的总结，比较容易混淆）

　　总长度单位是1Byte

　　片偏移单位是8Byte

　　首部长度单位4Byte

　　为方便记忆，口诀为：一种（1总）八片（8片）的首饰（首4）（太强了！！）