网络详解 - 网络层（3）IPv4数据报格式

IP数据报的格式可以说明有哪些功能，通常都是一行32位、4字节来表示数据包的格式，如下图。



Version ：版本号现在简介的IPv4，所以版本号固定为4，即0100

IHL：Internet Header Length，数据报头部长度，用于标识头部信息长度。长度单位为 4 个字节，不满 4 字节尾部填充0补全。

DSCP：Differentiated Services Code Point，服务代码，用于区分不同服务，一般不会用到。如果设置值了，也必须机器支持才有效。比如VoIP服务，就需要使用交互式数据语音交换机。

ECN：Explicit Congestion Notification，显示拥塞控制，用于进行拥塞控制。在后面章节会进行详细介绍网络拥塞控制相关。

00

不支持显示拥塞控制

01

支持显示拥塞控制，ECT(0)

10

支持显示拥塞控制，ECT(1)

11

网络发生了拥塞

Total Length：该数据报总长，单位是字节，所以理论上最长的数据报为 2^16-1 字节，但是一般不会有这么大的数据包，不利于传输以及差错控制，常用的下层协议中的以太网协议，就规定了最大传递单元为1500字节，过大的数据报就需要进行分片拆分成一个个小数据报，最小为20字节，即只有数据报的头部信息。

Identification：标识。和源地址、目标地址一起用于标识唯一IP数据报的分段组。

Flags：标志。这个字段有3位。

bit 0：保留，必须置0。

bit 1：是否允许分片。

bit 2：更多分片。表示是否还有分片。

Fragment Offset：片偏移，单位8字节。和前面2个字段一起使用，用于将多个IP数据报的数据部分组装成正确的数据，提供给上层系统进行处理。表示该数据报的数据部分已经偏移了多少字节。

Time To Live：存活时间，又称跳数，原本是用来表示该数据报运行在网络上存活时间（单位秒），一个数据报从一台机器发送到另外一台机器后，会将该字段减去传输时间（不足1秒，算1秒）。但是现代科技的发展，每次传输远小于1秒，故条数这一说法，在IPv6中已经将该字段改成了跳数。用于防止数据报在网络中无限传输导致的网络风暴。

Protocol：上层协议，表示数据部分交给上层要用什么协议进行处理。常用：TCP（6）

Header Checksum：头部校验和，用反码求和运算计算该数值。

计算

1.将头部校验和字段用0填充。

2.将头部字段按照16位一组进行分组。

3.每组进行加法运行，最高位有进位，进位到最低位处。

4.计算结果求反码填充到该字段中。

校验

1.将头部字段按照16位一组进行分组。

2.每组进行加法运行，最高位有进位，进位到最低位处。

3.计算结果求反码，如果全为0，表示该数据报首部没有错误。（有可能有错误，这种方式校验不出来的，不过概率很低）

Source IP Address：IP源地址

Destination IP Address：IP目标地址

Options：扩展首部

下面是我的抓包数据，开始部分就是IP数据报的首部，和刚刚讲的字段一一对应，在接下来就是数据部分，这里已经自动按照TCP进行解析了。