IP报文格式

报文格式

图1 IP头格式
表1 IP头字段解释
字段 长度 含义
Version 4比特
  • 4:表示为IPV4;
  • 6:表示为IPV6。
IHL 4比特 首部长度,如果不带Option字段,则为20,最长为60,该值限制了记录路由选项。以4字节为一个单位。
Type of Service 8比特 服务类型。只有在有QoS差分服务要求时这个字段才起作用。
Total Length 16比特 总长度,整个IP数据报的长度,包括首部和数据之和,单位为字节,最长65535,总长度必须不超过最大传输单元MTU。
Identification 16比特 标识,主机每发一个报文,加1,分片重组时会用到该字段。
Flags 3比特 标志位:
图2 IP Flag字段格式
  • Bit 0: 保留位,必须为0。
  • Bit 1: DF(Don't Fragment),能否分片位,0表示可以分片,1表示不能分片。
  • Bit 2: MF(More Fragment),表示是否该报文为最后一片,0表示最后一片,1代表后面还有。
Fragment Offset 12比特 片偏移:分片重组时会用到该字段。表示较长的分组在分片后,某片在原分组中的相对位置。以8个字节为偏移单位。
Time to Live 8比特 生存时间:可经过的最多路由数,即数据包在网络中可通过的路由器数的最大值。
Protocol 8比特

协议:下一层协议。指出此数据包携带的数据使用何种协议,以便目的主机的IP层将数据部分上交给哪个进程处理。

常见值:

  • 0: 保留Reserved
  • 1: ICMP, Internet Control Message [RFC792]
  • 2: IGMP, Internet Group Management [RFC1112]
  • 3: GGP, Gateway-to-Gateway [RFC823]
  • 4: IP in IP (encapsulation) [RFC2003]
  • 6: TCP Transmission Control Protocol [RFC793]
  • 17: UDP User Datagram Protocol [RFC768]
  • 20: HMP Host Monitoring Protocol [RFC 869]
  • 27: RDP Reliable Data Protocol [ RFC908 ]
  • 46: RSVP (Reservation Protocol)
  • 47: GRE (General Routing Encapsulation)
  • 50: ESP Encap Security Payload [RFC2406]
  • 51: AH (Authentication Header) [RFC2402]
  • 54: NARP (NBMA Address Resolution Protocol) [RFC1735]
  • 58: IPv6-ICMP (ICMP for IPv6) [RFC1883]
  • 59: IPv6-NoNxt (No Next Header for IPv6) [RFC1883]
  • 60: IPv6-Opts (Destination Options for IPv6) [RFC1883]
  • 89: OSPF (OSPF Version 2) [RFC 1583]
  • 112: VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol) [RFC3768]
  • 115: L2TP (Layer Two Tunneling Protocol)
  • 124: ISIS over IPv4
  • 126: CRTP (Combat Radio Transport Protocol)
  • 127: CRUDP (Combat Radio User Protocol)
  • 132: SCTP (Stream Control Transmission Protocol)
  • 136: UDPLite [RFC 3828]
  • 137: MPLS-in-IP [RFC 4023]
Header Checksum 16比特 首部检验和,只检验数据包的首部,不检验数据部分。这里不采用CRC检验码,而采用简单的计算方法。
Source Address 32比特 源IP地址。
Destination Address 32比特 目的IP地址。
Options 可变 选项字段,用来支持排错,测量以及安全等措施,内容丰富(请参见下表)。选项字段长度可变,从1字节到40字节不等,取决于所选项的功能。
Padding 可变 填充字段,全填0。
表2 IP Header Options
CLASS NUMBER 长度 含义
0 0 -

Code为0代表了选项列表的结束,放在所有选项链表的后面,用来补字节对齐。

该选项无长度字段,占一个字节。

选项格式如下:

0 1 -

表示无操作的选项。用在各种选项之间,占一个字节。用于填充4字节对齐。

选项格式如下:

0 2 11字节

表示安全和处理限制的选项。

该选项提供一种主机可以发送安全、分隔、处理限制及TCC(关闭使用组)的参数功能。

选项格式如下:

  • Type=130(10000010):占1字节,code 的值此处设为130
  • length=11:占1字节,长度选项固定为11,表示该选项的长度为11字节
  • SSS:占2字节,表示安全域,下面列出了16种不同的安全标准,其中8个至今还没使用,预留将来使用,列表如下:

    00000000 00000000 - Unclassified

    11110001 00110101 - Confidential

    01111000 10011010 - EFTO

    10111100 01001101 - MMMM

    01011110 00100110 - PROG

    10101111 00010011 - Restricted

    11010111 10001000 - Secret

    01101011 11000101 - Top Secret

    00110101 11100010 - (Reserved for future use)

    10011010 11110001 - (Reserved for future use)

    01001101 01111000 - (Reserved for future use)

    00100100 10111101 - (Reserved for future use)

    00010011 01011110 - (Reserved for future use)

    10001001 10101111 - (Reserved for future use)

    11000100 11010110 - (Reserved for future use)

    11100010 01101011 - (Reserved for future use)

  • CCC:占2个字节,表示分隔域,当传输的数据没被分隔的时候,此值设为0,其他的具体值可以从国防情报局获取。
  • HHH:占2个字节,操作限制域,该值由国防情报局DIAM手册65-19,《标准安全记号》描述。
  • TCC:占3个字节,传输控制码。提供一种传输隔离的手段,该值为3字母词,可用值从HQ DCA Code 530。
0 3 可变

松散的源站选路(为数据报指定一系列必须经过的IP地址)

选项格式如下:

  • Type: 类型。占1字节,此处设为131。
  • length: 占1字节,记录整个选项的长度。
  • pointer: 指针项,占1个字节,指向下一个被处理的源站地址,最小值为4。
  • route data: 路由数据。
0 7 可变

记录路径(让每个路由器都记下它的IP地址)。

选项格式如下:

  • Type: 指明IP选项的类型。此处值为7。
  • length: 选项的总字节长度。不包含填充的长度,IP填满时最大为39;。
  • pointer: 它是一个基于1的指针,指向存放下一个IP地址的位置。它的最小值为4,指向存放第一个IP地址的位置。随着每个IP地址存入清单,ptr的值分别为8,12,16,最大到36,当记录下9个IP地址后,ptr的值为40,表示清单已满。
  • route data: 路由数据。
0 8 4字节

流标识选项。该选项长度固定为4字节,code值为136,后面的字段固定为0x02,流ID为2字节。该选项提供了一种携带SATNET流标识符通过不支持流方式的网络。

选项格式如下:

0 9 可变

严格的源站选路选项。与宽松的源站选路类似,但是要求只能经过指定的这些地址,不能经过其他的地址。

选项格式如下:

  • Type=137(10001001):占1字节,code 的值此处设为137。
  • length:占1字节,记录整个选项的长度。
  • pointer:指针项,占1个字节,指向下一个被处理的源站地址,最小值为4。
2 4 可变

时间戳选项。

选项格式如下:

  • Type (01000100):时间戳选项,代码为68;
  • length:选项的总长度(一般为36或40);
  • ponter:指向下一个可用空间的指针(5,9,13等);
  • oflw:表示溢出字段;
  • flg:表示标志字段:
    • 0:只记录时间戳。
    • 1:每台路由器都记录它的IP地址和时间戳。在选项列表中只有存放4对地址和时间戳的空间。
    • 3:发送端对选项列表进行初始化,存放了4个IP地址和4个取值为0的时间戳值。只有当列表中的下一个IP地址与当前路由器地址相匹配时,才记录它的时间戳。

报文示例

参考标准

标准Standard Description
RFC 791 INTERNET PROTOCOL

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