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IP首部拆解

云知道


IP數(shù)據(jù)報(bào)的格式如圖3-1所示 。普通的IP首部長為20個字節(jié)，除非含有選項(xiàng)字段 。
圖3-1 IP數(shù)據(jù)報(bào)格式及首部中的各字段
分析圖3-1中的首部 。最高位在左邊，記為0bit；最低位在右邊，記為31bit 。
4個字節(jié)的32bit值以下面的次序傳輸：首先是0～7bit，其次8～15bit，然后16～23bit，最后是24~31bit 。這種傳輸次序稱作bigendian字節(jié)序 。由于TCP/IP首部中所有的二進(jìn)制整數(shù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時(shí)都要求以這種次序，因此它又稱作網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序 。以其他形式存儲二進(jìn)制整數(shù)的機(jī)器，如littleendian格式，則必須在傳輸數(shù)據(jù)之前把首部轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序 。
目前的協(xié)議版本號是4，因此IP有時(shí)也稱作IPv4 。3.10節(jié)將對一種新版的IP協(xié)議進(jìn)行討論 。
首部長度指的是首部占32bit字的數(shù)目，包括任何選項(xiàng) 。由于它是一個4比特字段，因此首部最長為60個字節(jié) 。在第8章中，我們將看到這種限制使某些選項(xiàng)如路由記錄選項(xiàng)在當(dāng)今已沒有什么用處 。普通IP數(shù)據(jù)報(bào)（沒有任何選擇項(xiàng)）字段的值是5 。
服務(wù)類型（TOS）字段包括一個3bit的優(yōu)先權(quán)子字段（現(xiàn)在已被忽略），4bit的TOS子字段和1bit未用位但必須置0 。4bit的TOS分別代表：最小時(shí)延、最大吞吐量、最高可靠性和最小費(fèi)用 。4bit中只能置其中1bit 。假如所有4bit均為0，那么就意味著是一般服務(wù) 。RFC1340[ReynoldsandPostel1992]描述了所有的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用如何設(shè)置這些服務(wù)類型 。RFC1349[Almquist1992]對該RFC進(jìn)行了修正，更為具體地描述了TOS的特性 。
圖3-2列出了對不同應(yīng)用建議的TOS值 。在最后一列中給出的是十六進(jìn)制值，因?yàn)檫@就是在后面將要看到的tcpdump命令輸出 。
圖3-2 服務(wù)類型字段推薦值
Te l n e t 和R l o g i n這兩個交互應(yīng)用要求最小的傳輸時(shí)延，因?yàn)槿藗冎饕盟鼈儊韨鬏斏倭康慕换?shù)據(jù) 。另一方面，F(xiàn) T P文件傳輸則要求有最大的吞吐量 。最高可靠性被指明給網(wǎng)絡(luò)治理（SN M P）和路由選擇協(xié)議 。用戶網(wǎng)絡(luò)新聞（Usenet news, NNTP）是唯一要求最小費(fèi)用的應(yīng)用 。
現(xiàn)在大多數(shù)的T C P / I P實(shí)現(xiàn)都不支持TO S 特性，但是自4.3BSD Reno以后的新版系統(tǒng)都對它進(jìn)行了設(shè)置 。另外，新的路由協(xié)議如O S P F和I S - I S都能根據(jù)這些字段的值進(jìn)行路由決策 。
在2 . 1 0節(jié)中，我們提到S L I P一般提供基于服務(wù)類型的排隊(duì)方法，答應(yīng)對交互通信數(shù)據(jù)在處理大塊數(shù)據(jù)之前進(jìn)行處理 。由于大多數(shù)的實(shí)現(xiàn)都不使用TO S 字段，因此這種排隊(duì)機(jī)制由S L I P自己來判定和處理，驅(qū)動程序先查看協(xié)議字段（確定是否是一個T C P 段），然后檢查T C P信源和信宿的端口號，以判定是否是一個交互服務(wù) 。一個驅(qū)動程序的注釋這樣認(rèn)為，這種“令人厭惡的處理方法”是必需的，因?yàn)榇蠖鄶?shù)實(shí)現(xiàn)都不答應(yīng)應(yīng)用程序設(shè)置TOS字段 。
總長度字段是指整個I P數(shù)據(jù)報(bào)的長度，以字節(jié)為單位 。利用首部長度字段和總長度字段，就可以知道I P數(shù)據(jù)報(bào)中數(shù)據(jù)內(nèi)容的起始位置和長度 。由于該字段長1 6比特，所以I P數(shù)據(jù)報(bào)最長可達(dá)6 5 5 3 5字節(jié)（回憶圖2 - 5，超級通道的M T U為6 5 5 3 5。它的意思其實(shí)不是一個真正的M T U—它使用了最長的I P數(shù)據(jù)報(bào)） 。當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)被分片時(shí)，該字段的值也隨著變化 。
盡管可以傳送一個長達(dá)6 5 5 3 5字節(jié)的I P數(shù)據(jù)報(bào)，但是大多數(shù)的鏈路層都會對它進(jìn)行分片 。而且，主機(jī)也要求不能接收超過5 7 6字節(jié)的數(shù)據(jù)報(bào) 。由于T C P把用戶數(shù)據(jù)分成若干片，因此一般來說這個限制不會影響T C P 。在后面的章節(jié)中將碰到大量使用U D P的應(yīng)用（R I P，T F T P，B O O T P，D N S，以及S N M P），它們都限制用戶數(shù)據(jù)報(bào)長度為5 1 2字節(jié)，小于5 7 6字節(jié) 。但是，事實(shí)上現(xiàn)在大多數(shù)的實(shí)現(xiàn)（非凡是那些支持網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)N F S的實(shí)現(xiàn)）答應(yīng)超過8 1 9 2字節(jié)的I P數(shù)據(jù)報(bào) 。

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