IP虚拟分片重组技术介绍
(完整版)ip分片重组技术要点
IP分片及重组原理一为什么要分片及在什么样的情况下会分片IP首部的ip报文长度字段有16位，因而ip数据报的最大长度为65536字节。
而由于网络接口的硬件限制以太帧数据字段长度不超过MTU（最大传输单元）。
MTU一般取1500字节，因而这就决定了ip报文长度不能超过1500字节。
出去IP头部的20字节如果传输UDP数据出去UDP头用户数据不应超过1472字节；传递TCP数据除去TCP头用户数据不应超过1460字节。
对于超过1500字节的IP报文IP层会对报文进行分片发送，接收方的IP层收到所有分片后重组这些分片。
由于TCP是面向连接的可靠传输协议发送端TCP会将过大的数据采用按序流式方式以多个包发送，每发送一个包后收到接收端的确认信息后再发送下一个包。
所发送的TCP包用户数据不超过1460字节；接收端TCP收到所有数据后重组。
因而TCP数据不会在IP层重组。
二 IP分片的方式1 IP头部中与分片相关的字段标识(identification) 占 16 位，它是一个计数器，用来产生数据报的标识。
一个IP地址在每发送一个IP报文时标志位是上一个报文标志位加一。
来自同一个IP报文的分片具有相同的ID标志(flag) 占 3 位，目前只有前两位有意义。
标志字段的最低位是 MF (More Fragment)。
MF = 1 表示后面“还有分片”。
MF = 0 表示最后一个分片。
标志字段中间的一位是 DF (Don't Fragment) 。
只有当 DF = 0 时才允许分片。
片偏移(12 位)指出：较长的分组在分片后某片在原分组中的相对位置。
片偏移以 8 个字节为偏移单位。
2 分片方式该图的MTU为1420如图对于长度超过1500字节的IP报文。
IP层会将其分片即分成若干个长度不超过1500的IP报文（分片）传送。
从源报文的UDP头部开始将源报文数据段按1480字节为单位依次分片直到最后凑不够1480字节时为最后一片。
[协议分析] IP分片(碎片)重组简单概念
![[协议分析] IP分片(碎片)重组简单概念](https://img.taocdn.com/s3/m/89415532ed630b1c59eeb5cc.png)
[协议分析] IP分片（碎片）重组简单概念链路层具有最大传输单元MTU这个特性，它限制了数据帧的最大长度，不同的网络类型都有一个上限值。
以太网的MTU是1500，可以用netstat -i 命令查看这个值。
如果IP层有数据包要传，而且数据包的长度超过了MTU，那么IP层就要对数据包进行分片（fragmentation）操作，使每一片的长度都小于或等于MTU。
我们假设要传输一个UDP数据包，以太网的MTU为1500字节，一般IP首部为20字节，UDP首部为8字节，数据的净荷（payload）部分预留是1500-20-8=1472字节。
如果数据部分大于1472字节，就会出现分片现象。
当提交给数据链路层进行传送时，一个IP分片或一个很小的无需分片的IP数据报称为分组。
数据链路层在分组前面加上它自己的首部，并发送得到的帧。
IP首部(5-8字节)包含了分片和重组所需的信息：+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ -+-+-+-+| Identification |R|DF|MF| Fragment Offset |+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|||| Identification：发送端发送的IP数据包标识字段都是一个唯一值，该值在分片时被复制到每个片中。
R：保留未用。
DF：Don't Fragment，“不分片”位，如果将这一比特置1 ，IP层将不对数据报进行分片。
MF：More Fragment，“更多的片”，除了最后一片外，其他每个组成数据报的片都要把该比特置1。
Fragment Offset：该片偏移原始数据包开始处的位置。
偏移的字节数是该值乘以8。
两个Flags和Fragment Offset结合使用，进行分片时，DF比特设置为0，表示可以进行分片，这时如果MF的值为1，则表示当前IP报文是一个IP包的其中一段分片，并且不是最后一个分片，这时结合Fragment Offset域继续判断；如果MF为1而Fragment Offset = 0，表示该IP报文为第一个分片，而且后续有分片；如果MF为1而Fragment Offset不是0，表示该IP报文为中间的一个分片；如果MF为0而Fragment Offset不是0，表示该报文是最后一个分片。
网络虚拟化与网络切片技术
网络虚拟化与网络切片技术随着互联网的迅猛发展，网络技术也在不断演进和创新。
网络虚拟化与网络切片技术作为两项重要的网络技术，正在不断推动着网络的发展和应用。
本文将从什么是网络虚拟化、网络切片技术的原理和应用以及其对网络发展的影响等方面进行论述。
一、网络虚拟化的概念和原理网络虚拟化是一种通过在物理网络基础设施上创建多个逻辑网络的技术。
它可以将一台物理设备虚拟化成多台虚拟设备，实现多个用户或应用在同一物理设备上运行而互不干扰。
网络虚拟化的原理主要包括虚拟局域网(VLAN)、虚拟专用网络(VPN)和虚拟路由器等。
1.1 虚拟局域网(VLAN)虚拟局域网(VLAN)是一种将物理局域网划分为多个逻辑上的局域网的技术。
通过VLAN的划分，可以实现不同用户或应用之间的隔离，增强网络的安全性和性能。
1.2 虚拟专用网络(VPN)虚拟专用网络(VPN)是一种通过在公共网络上建立专用通道，实现远程用户之间安全通信的技术。
它通过加密和隧道技术，保障用户信息的安全性和可靠性。
1.3 虚拟路由器虚拟路由器是一种将物理路由器虚拟化为多个逻辑路由器的技术。
通过虚拟路由器，可以在同一物理设备上运行多个独立的路由器实例，提高网络的可用性和性能。
二、网络切片技术的概念和原理网络切片技术是一种将物理网络划分为多个逻辑切片的技术。
它可以根据不同用户或应用的需求，为其分配独立的网络资源，并实现资源的隔离和共享。
网络切片技术主要包括网络功能虚拟化(NFV)和软件定义网络(SDN)等。
2.1 网络功能虚拟化(NFV)网络功能虚拟化(NFV)是一种将传统的网络设备功能分离出来，通过虚拟化的方式运行在标准服务器上的技术。
通过NFV，可以实现网络设备的灵活部署和管理，提高网络的灵活性和可靠性。
2.2 软件定义网络(SDN)软件定义网络(SDN)是一种通过将网络的控制平面和数据平面进行分离，实现网络的集中控制和灵活管理的技术。
SDN通过控制器对网络进行集中管理，可以根据应用需求实时调整网络拓扑和策略，提高网络的可编程性和性能。
IP数据报的分片和重组
(2)如何标识同一个数据报分片的顺序？
(3)如何标识同一个数据报分片的结束？
00:03
标识
DF MF 片偏移量
信源机产生，每个 数据报唯一 解决了：标识同一 数据报的各个分片
标识分片在 原来数据报 文中的位置 解决了：分 片的顺序
DF (Do not Fragment)： 不分片位 DF=1，强制不允许分片
00:03
问题？
IP数据报的分片发生在哪里？ 源点主机会对IP分组进行分片吗？
00:03
数据报的分片控制
数据报的封装 (以太网帧类型0800H) 数据报首部 帧头 数据报数据区 帧数据区
问题：每种网络有固定的MTU，若IP报文长度大于 MTU，怎么办？
数据分片（如何分片？）
00:03
举例
例：IP数据报长度1420字节（假如首部无选项），网 络MTU620字节，如何分片？
首部 首部
数据1（600字节） 数据2（600字节） 数据（1600字节） 数据1（600字节）
数据3（200字节）
首部
首部
数据2（600字节）
数据3 （200字节）
00:03
问题？
(1)如何标识同一个数据报的各个分片？
长度 ID 段标识 =1500 =x =1 在数据字段1480 字节 偏移 =1480/8
偏移 =0
偏移 =185 偏移 =370
长度 ID 段标识 =1500 =x =1
长度 ID 段标识 =1040 =x =0
00:03
IP 数据报分片—举例ห้องสมุดไป่ตู้
需分片的 数据报 数据部分共 3980 字节
IP报文的分片与重组（ipv6）
IP报⽂的分⽚与重组（ipv6）
总论：
IPv6的分⽚处理只在作为起点的发送端主机上进⾏，中间路由器不参与分⽚，可以减少路由器的负担，提⾼⽹速，所以呢，IPv6中的路径MTU发现功能必不可少，不过IPv6最⼩MTU为1280字节。
IPv6关于分⽚最主要的改变就是分⽚只在端主机上进⾏，中间⽹络只负责转发，上⼀篇中IPv4关于分⽚的16⽐特的Identification和3⽐特的Flags字段在IPv6中都没有了，IPv6的标准头⾸部长度是固定的40字节，Ipv6中的分⽚信息放在了IPv6的扩展⾸部⾥
关于何时Ipv6报⽂需要分⽚：
1. skb的长度⼤于PMTU发现的mtu值
2. 本地链路mtu⼩于1280字节
3. skb分⽚中的最⼤分⽚长度⼤于PMTU发现的mtu值
IPv6部分⾸部：
流标号-Flow Label
20⽐特，准备⽤于QoS
有效载荷长度-Payload Length
这16⽐特指的是包的数据部分，⽽不是像IPv4中的Total Length指包括⾸部在内的所有长度
下⼀个⾸部-Next Header
相当于IPv4中的协议字段，共8⽐特，通常表⽰IP的上⼀层是什么协议，⼀般为UDP，TCP，不过当IPv6有扩展⾸部的时候，该字段表⽰后⾯第⼀个扩展⾸部的协议类型
跳数限制-Hop Limit
8⽐特，就是IPv4中的TTL
IPv6扩展⾸部
扩展⾸部通常位于IPv6⾸部和TCP/UDP⾸部中间，且扩展⾸部没有长度限制，⽐如需要对IPv6的数据进⾏分⽚时，可以设置扩展域为
44（IPv6-Frag）。
分片重组的概念
分片重组是指在数据传输过程中，当数据包的长度超过网络链路的MTU限制时，IP层对数据包进行分片操作，使每一片的长度都小于或等于MTU，以便在网络中独立传输。
这些分片在网络中传输到达目的地后，通过IP重组机制将它们重新组合成完整的数据包。
这种分片和重组的过程确保了大尺寸的数据包能够在网络中进行传输，同时保证了数据的完整性和可靠性。
在IP分片和重组过程中，还需要考虑一些其他因素，例如IP头部和数据部分的长度计算、分片顺序的维护以及重组的确认等。
这些因素对于实现可靠的数据传输和避免潜在的问题至关重要。
在实际应用中，IP分片和重组通常由底层协议栈实现，应用程序不需要直接处理分片和重组的相关细节。
然而，了解分片和重组的概念对于理解和评估网络通信的性能、可靠性和安全性等方面非常重要。
IP数据报的分片和组装原理是什么
IP数据报的分片和组装原理是什么当一个主机发送数据到另一个主机时，这些数据需要通过多个路由层转发。
IP在路由层的转发过程较为复杂，如何处理目的主机发送的数据报呢？首先我们需要了解数据报的格式：IP的转发和控制都是由IP数据报的头部决定4位首部长度的数值是以 4字节为单位的,最小值为 5,也就是说首部长度最小是 4x5=20字节 ,也就是不带任何选项的 IP首部 ,4位能表表示的最大值是 15,也就是说首部长度最大是 60字节8位TOS字段有 3个位用来指定IP数据报的优先级 (目前已经废弃不用 ),还有4个位表示可选包括服务类型的最小延迟、最大吞吐量、最大可靠性和最小成本，总比特数始终为0。
16位总长度是整个数据报 (包括IP首部和 IP层payload)的字节数。
每传一个 IP数据报 ,16 位的标识加1,可用于分片和重新组装数据报。
3位标志和13位切片偏移用于切片。
TTL(Time to live) 是这样用的 :源主机为数据包设定一个生存时间 ,比如 64,每过一个路由器就把该值减 1,如果减到 0就表示路由已经太长了仍然找不到目的主机的网络 ,就丢弃该包 ,因此这个生存时间的单位不是秒 ,而是跳 (hop)。
协议字段指示上层协议是 TCP、 UDP、 ICMP还是 IGMP。
然后是校验和, 只校验IP首部 ,数据的校验由更高层协议负责。
IPv4的IP地址长度为 32位。
在IP数据报中总长度是16位的字段，一次数据报的最大长度为2^16-1，虽然尽可能长的数据报能够提高传输效率，但是很少有超过 1500字节的；所以在这里只要超过1500字节，就认为此数据报该分片了。
IP数据报被分片以后，各分片分别组成一个具有IP首部的分组，并各自独立的路由，分别抵达目的主机后，目的主机的IP层会在传送给传输层之前将收到的所有分片重新组装成一个数据报。
一.IP分片1.IP分片原理：分片和重新组装的过程对于传输层是透明的，原因是IP数据报进行分片以后，只有它到达下一站时才可以进行重新组装，且它是由目的端的IP层来完成的，分片之后的数据报根据需要可以再次分片；IP分片和完整的报文差不多拥有相同的IP头,ID域对美英分片都是一致的，这样才能在进行组装的时候识别出来同一个IP数据报文分片。
IP地址的虚拟化与隔离技术
IP地址的虚拟化与隔离技术在当今互联网日益发展的环境下，IP地址的虚拟化与隔离技术变得越来越重要。
本文将介绍IP地址虚拟化的概念、相关技术以及其在网络中的应用。
一、IP地址虚拟化的概念IP地址虚拟化是一种将单一物理IP地址转化为多个虚拟IP地址的技术。
它通过在网络层对IP地址进行转换和映射，实现多个虚拟IP地址与单一物理IP地址之间的映射关系。
二、IP地址虚拟化的技术1. NAT技术NAT（Network Address Translation）技术是最常见的IP地址虚拟化技术之一。
它通过在网络边界设备上进行地址转换，将内部网络的私有IP地址映射为公共IP地址，实现内外网络之间的通信。
2. VLAN技术VLAN（Virtual Local Area Network）技术通过虚拟化交换机，将局域网划分为多个虚拟局域网。
不同的虚拟局域网之间可以相互隔离，实现更好的网络安全性和资源管理。
3. VPN技术VPN（Virtual Private Network）技术通过在互联网上建立一条加密隧道，将不同地域的网络连接在一起。
用户可以通过VPN访问远程网络资源，同时实现了IP地址虚拟化和隔离。
4. VXLAN技术VXLAN（Virtual Extensible LAN）技术是一种基于Overlay网络的IP地址虚拟化技术。
它通过在物理网络上建立一个逻辑网络，将虚拟机的IP地址隔离在虚拟网络中，提高了网络的 scalability 和灵活性。
三、IP地址虚拟化的应用1. 虚拟化数据中心在大型数据中心中，IP地址虚拟化技术可以帮助管理大量的虚拟机，实现不同虚拟机之间的隔离和灵活的网络拓扑。
通过NAT、VLAN、VPN等技术的使用，可以提高数据中心的资源利用率和运行效率。
2. 私有云与公共云私有云和公共云的概念已经被广泛应用，IP地址虚拟化技术则成为了实现云计算基础设施重要的一环。
通过将物理IP地址转换为多个虚拟IP地址，云服务提供商可以更好地管理和分配网络资源，提供可靠和安全的云服务。
TCPIP协议中分包与重组原理介绍
TCPIP协议中分包与重组原理介绍TCP/IP协议中分包与重组原理介绍分片是分组交换的思想体现，也是IP协议解决的两个主要问题之一。
在IP协议中的分片算法主要解决不同物理网络最大传输单元(MTU) 的不同造成的传输问题。
但是分组在传输过程中不断地分片和重组会带来很大的工作量还会增加一些不安全的因素。
我们将在这篇小论文中讨论IP分片的原因、原理、实现以及引起的安全问题。
一、什么是IP分片IP分片是网络上传输IP报文的一种技术手段。
IP协议在传输数据包时，将数据报文分为若干分片进行传输，并在目标系统中进行重组。
这一过程称为分片（fragmentation）。
二、为什么要进行IP分片每一种物理网络都会规定链路层数据帧的最大长度，称为链路层MTU(Maximum Transmission Unit).IP协议在传输数据包时，若IP 数据报加上数据帧头部后长度大于MTU，则将数据报文分为若干分片进行传输，并在目标系统中进行重组。
比如说，在以太网环境中可传输最大IP报文大小（MTU）为1500字节。
如果要传输的数据帧大小超过1500字节，即IP数据报长度大于1472(1500-20-8=1472，普通数据报)字节，则需要分片之后进行传输。
三、IP分片原理及分析分片和重新组装的过程对传输层是透明的，其原因是当IP数据报进行分片之后，只有当它到达目的站时，才可进行重新组装，且它是由目的端的IP层来完成的。
分片之后的数据报根据需要也可以再次进行分片。
IP分片和完整IP报文差不多拥有相同的IP头，ID域对于每个分片都是一致的，这样才能在重新组装的时候识别出来自同一个IP报文的分片。
在IP头里面，16位识别号唯一记录了一个IP包的ID，具有同一个ID的IP分片将会重新组装；而13位片偏移则记录了某IP片相对整个包的位置；而这两个表中间的3位标志则标志着该分片后面是否还有新的分片。
这三个标志就组成了IP分片的所有信息(将在后面介绍)，接受方就可以利用这些信息对IP数据进行重新组织。
H3C IP虚拟分片重组命令
目录
目录
第 1 章 IP虚拟分片重组配置命令.............................................................................................1-1 1.1 IP虚拟分片重组配置命令 ................................................................................................... 1-1 1.1.1 display ip virtual-reassembly ................................................................................... 1-1 1.1.2 ip virtual-reassembly ............................................................................................... 1-2
i
命令手册 IP 业务分册 IP 虚拟分片重组
第 1 章 IP 虚拟分片重组配置命令
本文中标有“请以实际情况为准”的特性描述，表示各型号对于此特性的支持情况 可能不同，本节将对此进行说明。
说明：
z H3C MSR 系列路由器对特性的支持情况请参见本模块的配置手册。 z H3C MSR 系列各型号路由器均为集中式设备。
Current reassembly count: 12 Current fragment count: 48 Total reassembly count: 6950 Total reassembly failures: 9
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
技术介绍
IPv4/IPv6业务IP虚拟分片重组
IP虚拟分片重组
为了避免每个业务模块（如：IPSec、NAT和防火墙）单独处理后片先到（报文分
片后）这种情况而导致复杂度过高，设备需要收到IP报文后就对分片报文进行虚拟
分片重组。
IP虚拟分片重组功能可以对分片报文进行检验、排序和缓存，保证后续
业务模块处理的都是顺序正确的分片报文。
同时，IP虚拟分片重组功能还可以对下面几种分片攻击进行检测。
如果检测到分片
攻击，则设备会丢弃收到的分片报文，从而提高了设备的安全性。
z Tiny Fragment攻击：如果设备收到分片报文的首片长度非常小，并且传输层协议（如：TCP、UDP）头字段放在第二个分片中，则认为是受到了Tiny
Fragment攻击；
z Overlapping Fragment攻击：如果设备收到了完全相同的分片报文，或者收到的分片报文与其前一分片或后一分片出现重叠时，则认为是受到了
Overlapping Fragment攻击；
z Fragment-flood攻击：如果设备收到的分片报文超过了指定的最大分片报文数或者设备上创建的分片队列个数超过了指定的最大分片队列个数，则认为是受
到了Fragment-flood攻击。
1。