IP数据报的格式
IP包格式详解
工作原理：当IP包在传输过程中遇到问题时，如目的不可达、路由问题等，源主机发 送ICMP报文给路由器或目的主机，帮助诊断和解决问题。
主要功能：ICMP提供了一些重要的诊断工具，如ping命令，用于测试主机之间的连 通性。
IP包安全防护措施
使用加密技术 保护IP包内容， 防止数据被窃
取或篡改
部署防火墙， 限制非法访问
和恶意攻击
定期更新和升 级操作系统、 应用程序和安 全设备，以修
复安全漏洞
实施安全审计 和日志记录， 监控网络流量
和异常行为
加密技术应用
加密技术可以保护IP包的内容，防止数据被窃取或篡改 常见的加密技术包括对称加密和公钥加密 对称加密使用相同的密钥进行加密和解密，常见的对称加密算法有AES和DES 公钥加密使用不同的密钥进行加密和解密，常见的公钥加密算法有RSA和ECC
严格源路由：用于 指定数据包必须经 过特定的路径到达 目的主机
选项长度
长度范围：0-40字节 选项字段的长度不固定，取决于具体选项的长度和数量 选项字段长度必须为4字节的整数倍 选项字段长度不足时，需要填充0字节
选项内容
选项类型：标识IP选项的类型， 如路由器警告、时间戳等
选项长度：IP选项的长度，以 32位为单位
IP包重组的过程
IP包到达接收端
接收端检查IP包的头部信 息
根据头部信息，将IP包放 入重组缓冲区
按照IP包的序号进行排序， 完成重组
IP包安全问题与 防护措施
IP包面临的安全威胁
篡改数据：攻击者可以修改IP包中的数据，导致数据丢失或损坏 窃取信息：攻击者可以截获IP包中的敏感信息，如账号密码等 拒绝服务：攻击者可以发送大量的垃圾IP包，导致网络拥堵，影响正常通信 恶意软件传播：攻击者可以利用IP包传播病毒、木马等恶意软件
IP数据报格式
IP数据报格式TCP/IP协议定义了一个在因特网上传输的包，称为IP 数据报(IP Datagram)。
这是一个与硬件无关的虚拟包, 由首部和数据两部分组成，其格式如图所示。
首部的前一部分是固定长度，共20字节，是所有IP数据报必须具有的。
在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的。
首部中的源地址和目的地址都是IP协议地址1、IP数据报首部的固定部分中的各字段(1)版本占4位，指IP协议的版本。
通信双方使用的IP 协议版本必须一致。
目前广泛使用的IP协议版本号为4（即IPv4）。
(2)首部长度占4位，可表示的最大十进制数值是15。
请注意，这个字段所表示数的单位是32位字长（1个32位字长是4字节），因此，当IP的首部长度为1111时（即十进制的15），首部长度就达到60字节。
当IP分组的首部长度不是4字节的整数倍时，必须利用最后的填充字段加以填充。
因此数据部分永远在4字节的整数倍开始，这样在实现IP 协议时较为方便。
首部长度限制为60 字节的缺点是有时可能不够用。
但这样做是希望用户尽量减少开销。
最常用的首部长度就是20字节（即首部长度为0101），这时不使用任何选项。
（＃我们一般看到的版本和首部长度两个字段是十六进制45，就是版本号version=4,headlength=5,也就是首部长度是60个字节）(3)区分服务占8位，用来获得更好的服务。
这个字段在旧标准中叫做服务类型，但实际上一直没有被使用过。
1998年IETF把这个字段改名为区分服务DS(Differentiated Services)。
只有在使用区分服务时，这个字段才起作用。
(4)总长度总长度指首部和数据之和的长度，单位为字节。
总长度字段为16位，因此数据报的最大长度为216-1=65535字节。
＃可以看这个以太网frame总长为336字节，而IP数据包Total length＝322，336－322＝14正好是Ethernet包头的长度，所以就可以看出这IP数据包总长度一值就是除去Ethernet头的剩余长度，也就是IP包头加数据的长度。
IP数据报格式和IP地址路由
IP数据报格式和IP地址路由⼀、IP数据报格式IP数据报格式如下：注：需要注意的是⽹络数据包以⼤端字节序传输，当然头部也得是⼤端字节序，也就是说：The most significant bit is numbered 0 at the left, and the least significant bit of a 32-bit value is numbered 31 on the right.The 4 bytes in the 32-bit value are transmitted in the order: bits 0-7 first, then bits 8-15, then 16-23, and bits 24-31 last. This is called big endian byte ordering, which is the byte ordering requiredfor all binary integers in the TCP/IP headers as they traverse a network. This is called the network byte order. Machines that store binary integers in other formats, such as the little endian format,must convert the header values into the network byte order before transmitting the data.版本IP协议版本号，长度为4位，IPv4此字段值为4，IPv6此字段值为6⾸部长度以32位的字为单位，该字段长度为4位，最⼩值为5，即不带任何选项的IP⾸部20个字节；最⼤值为15，所以⾸部长度最⼤为60个字节服务类型（TOS）长度为8位。
IP数据报的格式
IP数据报的格式TCP/IP协议使用IP数据报包含一个数据报报头和一个数据区。
IP数据报头包含有源、目的信息，做寻径用。
并且指明承载负载的协议类型。
数据报所携带的数据量不固定！下面给出IP数据报的详细格式：0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7-----------------------------------------------------------------| 版本 |报头长度| 服务类型 | 总长度 | -----------------------------------------------------------------| 标识符 | 标志 | 分片偏移量 | -----------------------------------------------------------------| 存活时间 | 协议 | 报头校验和 | -----------------------------------------------------------------|源地址 | -----------------------------------------------------------------|目的地址 | -----------------------------------------------------------------| IP选项 | 填充 | -----------------------------------------------------------------|数据区。
| -----------------------------------------------------------------| 2.1 版本协议号IP数据报的第一个域是4bit长的版本域（version）。
数据包报文格式(IP包TCP报头UDP报头)
数据包报文格式（IP包TCP报头UDP报头）一、IP包格式IP数据包是一种可变长分组，它由首部和数据负载两部分组成。
首部长度一般为20-60字节（Byte），其中后40字节是可选的，长度不固定，前20字节格式为固定。
数据负载部分的长度一般可变，整个IP数据包的最大长度为65535B。
1、版本号（Version）长度为4位（bit），IP v4的值为0100，IP v6的值为0110。
2、首部长度指的是IP包头长度，用4位（bit）表示，十进制值就是[0,15]，一个IP包前20个字节是必有的，后40个字节根据情况可能有可能没有。
如果IP包头是20个字节，则该位应是20/4=53、服务类型（Type of Service TOS）长度为8位（bit），其组成：前3位为优先级（Precedence），后4位标志位，最后1位保留未用。
优先级主要用于QoS，表示从0（普通级别）到7（网络控制分组）的优先级。
标志位可分别表示D（Delay更低的时延）、T（Throughput 更高的吞吐量）、R（Reliability更高的可靠性）、C（Cost 更低费用的路由）。
TOS只表示用户的请求，不具有强制性，实际应用中很少用，路由器通常忽略TOS字段。
4、总长度（Total Length）指IP包总长度，用16位（bit）表示，即IP包最大长度可以达216=65535字节。
在以太网中允许的最大包长为1500B，当超过网络允许的最大长度时需将过长的数据包分片。
5、标识符（Identifier）长度为16位，用于数据包在分段重组时标识其序列号。
将数据分段后，打包成IP 包，IP包因走的路由上不同，会产生不同的到达目地的时间，到达目地的后再根据标识符进行重新组装还原。
该字段要与标志、段偏移一起使用的才能达到分段组装的目标。
6、标志（Flags）长度为3位，三位从左到右分别是MF、DF、未用。
MF=1表示后面还有分段的数据包，MF=0表示没有更多分片（即最后一个分片）。
计算机三级考试复习知识点：IP数据报
计算机三级考试复习知识点：IP数据报计算机三级考试复习知识点：IP数据报IP数据报是IP协议使用的数据单元，互联层数据信息和控制信息的传递都需要通过IP数据报进行，同时也是计算机三级考试的重要内容，店铺整理了相关知识点，一起来复习下吧：1.IP数据报的格式IP数据报的格式可以分为报头区和数据区两部分，数据区包括高层需要传输的数据，而报头区是为了正确传输高层数据而增加的控制信息。
通俗地说，数据报的数据区就像是一个信件，而信封上写明寄信人和收信人等信息后，就相当于是一个报头区。
把两者结合一起，就是一个IP数据报。
报头区包含了源IP地址、目的IP地址等控制信息，具体内容如下。
(1)版本和协议类型在IP报头中，版本字段表示该数据报对应的IP协议版本号，不同的IP协议版本规定的数据报格式稍有不同，目前使用的IP协议版本号为4。
协议字段表示该数据报数据区数据的高级协议类型(如TCP)，用于指明数据区数据的格式。
(2)长度报头中有两个表示长度的字段，一个为报头长度，另一个为总长度。
报头长度以32b为单位，指出该报头区的长度。
在没有选项和填充的情况下，该值为“5”。
总长度以8b为单位，表示整个IP数据报的总长度(其中包含报头区长度和数据区长度)。
(3)服务类型服务类型字段规定对本数据报的处理方式。
利用该字段，发送端可以为IP数据包分配一个转发优先级，并可以要求中转路由器尽量使用低延迟、高吞吐率或高可靠性的线路投递。
(4)生存周期IP数据报的路由选择具有独立性，因此从源主机到目的主机的传输延迟也具有随机性。
如果路由表发生错误，数据报就有可能进入一个死循环。
利用IP报头中的生存周期字段，可以有效的控制数据报在网络中无休止的流动。
在网络中，“生存周期”域随时间而递减，在该域为0时，报文将被删除，避免死循环的发生。
(5)头部校验和头部校验和用于保证IP数据报头的完整性。
注意，在IP数据报中，只含有报头校验字段，没有数据区校验字段。
IP数据报格式
IP数据报格式IP数据报格式TCP/IP协议定义了⼀个在因特⽹上传输的包，称为IP 数据报(IP Datagram)。
这是⼀个与硬件⽆关的虚拟包, 由⾸部和数据两部分组成，其格式如图所⽰。
⾸部的前⼀部分是固定长度，共20字节，是所有IP数据报必须具有的。
在⾸部的固定部分的后⾯是⼀些可选字段，其长度是可变的。
⾸部中的源地址和⽬的地址都是IP协议地址1、IP数据报⾸部的固定部分中的各字段(1)版本占4位，指IP协议的版本。
通信双⽅使⽤的IP 协议版本必须⼀致。
⽬前⼴泛使⽤的IP协议版本号为4（即IPv4）。
(2)⾸部长度占4位，可表⽰的最⼤⼗进制数值是15。
请注意，这个字段所表⽰数的单位是32位字长（1个32位字长是4字节），因此，当IP的⾸部长度为1111时（即⼗进制的15），⾸部长度就达到60字节。
当IP分组的⾸部长度不是4字节的整数倍时，必须利⽤最后的填充字段加以填充。
因此数据部分永远在4字节的整数倍开始，这样在实现IP 协议时较为⽅便。
⾸部长度限制为60 字节的缺点是有时可能不够⽤。
但这样做是希望⽤户尽量减少开销。
最常⽤的⾸部长度就是20字节（即⾸部长度为0101），这时不使⽤任何选项。
（＃我们⼀般看到的版本和⾸部长度两个字段是⼗六进制45，就是版本号version=4,headlength=5,也就是⾸部长度是60个字节）(3)区分服务占8位，⽤来获得更好的服务。
这个字段在旧标准中叫做服务类型，但实际上⼀直没有被使⽤过。
1998年IETF把这个字段改名为区分服务DS(Differentiated Services)。
只有在使⽤区分服务时，这个字段才起作⽤。
(4)总长度总长度指⾸部和数据之和的长度，单位为字节。
总长度字段为16位，因此数据报的最⼤长度为216-1=65535字节。
＃可以看这个以太⽹frame总长为336字节，⽽IP数据包Total length＝322，336－322＝14正好是Ethernet包头的长度，所以就可以看出这IP数据包总长度⼀值就是除去Ethernet头的剩余长度，也就是IP包头加数据的长度。
TCPIP几种协议数据报格式简介
TCP 是面向连接的可靠数据传输协议，因此比较复杂，在此仅作简单介绍。“序号”指数据在发送端数据流中 的位置。“确认号”指出本机希望下一个接收的字节的序号。与 IP 校验不同的是 TCP，UDP 校验采用伪头标加整个 报文一同校验的方法。TCP 协议工作原理另行介绍。
TCP 数据报中依次包括以下信息：
协议采用分层结构，因此，数据报文也采用分层封装的方法。下面以应用最广泛的以太网为例说明其数据报 文分层封装，如下图所示：
任何通讯协议都有独特的报文格式，TCP/IP 协议也不例外。对于通讯协议编程，我们首先要清楚其报文格式。 由于 TCP/IP 协议采用分层模型，各层都有专用的报头，以下就简单介绍以太网下 TCP/IP 各层报文格式。
1、 16 位源端口 Source Port。该部分占 16 个 BIT。通过此值，可以看出发起连接的计算机源端口号。
2、 16 位目的端口 Destination Port。该部分占 16 个 BIT。通过此值，可以看出要登录的目的端口号。
3、 32 位序列号 Initial Sequence Number。表示初始连接的请求号，即 SEQ 值。该部分占 32 个 BIT。
4、 32 位确认号 Next Expected SEQ Numbe。对方返回的 ACK 值。该部分占 32 个 BIT。
5、 4 位数据偏移 Data Offset。表示数据偏移的大小。该部分占 4 个 BIT。
6、 6 位保留位 Reserved Bites：保留位，此处不用。该部分占 6 个 BIT。
的 16 次方减 1，即：65535 个字节。因此，在以太网中能够传输的最大 IP 数据包为 65535 个字节。
5、 16 位标识号 Identification。该部分占 16 个 BIT，以十进制数表示。
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IP数据报的格式
（TCP/IP标准中,各数据格式常以32位(4字节)为单位来描述）
各字段含义：
版本：占4位，指IP协议的版本。
通讯双方的IP协议必须一致，目前广泛使用的IP协议版本号为4（IPv4），还有以后将要使用的IPv6。
首部长度：占4位，表示IP数据报首部所含4字节(是以4字节为单位的)的个数，最大值为15，即首部长度最大为60字节。
当首部长度不是4字节的整数倍时，必须利用最后的填充字段加以填充。
最常用的首部长度就是20字节，不带任何选项。
区分服务：占8位，用来获得更好的服务。
在旧标准中称之为服务类型，但实际上一直没有被使用过。
只有在使用区分服务时，这个字段才起作用，一般情况下不使用。
总长度：占16位，表示首部和数据部分的总长度，单位为字节。
IP数据报的最大长度为16
2-1=65535字节。
但在IP层下面的每一种数据链路层都有自己的帧格式，包括帧格式中的数据字段的最大长度，即最大传送单元MTU。
一般主机和路由器处理的IP数据报长度最小576字节最大不超过1500字节，当超过1500字节时就需要进行分片。
还要注意的是：这里的总长度指的是分片后的每一个分片的首部长度与数据长度的总和。
标识：占16位，分片时，此字段的值被复制到所有的数据报片的标识字段中，只有标识字段的值相同的分片才能正确地重装成原来的数据报。
其作用就是用来标识各数据报片。
标志：占3位，目前只有最低位和中间位有意义。
最低位记为MF，MF=1表示该数据报片后面“还有分片”的数据报，MF=0则表示该数据报片已是最后一个分片。
中间位记为DF，意思为“不能分片”，只有DF=0时才可以分片，也就是说分了片的数据报，其首部DF标志位都为0。
片偏移：占13位，指出较长的分组在分片后，某片在原分组的相对位置。
分片数据字段起始位置相对原分组数据字段起始位置(原始分组数字字段起始位置为第0字节)，片偏移是以8字节为偏移单位，也就是说每个分片的长度一定是8字节（64位）的整数倍。
生存时间：占8位，用TTL来表示，表明数据报在网络中的寿命。
后来功能改为“跳数
限制”，由发出数据报的源点设置，发送每经过一个路由器，该字段的值就减1，若TTL的值为0，则丢弃该数据报。
最大值为255，若TTL设为１，则表示这个数据报只在本局域网中传送。
协议：占８位，指出此数据报携带的数据是使用何种协议，以便目的主机的IP层知道应将数据交给哪个处理过程。
常用协议字段值对应协议：
首部检验和：占16位，只校验数据报的首部，但不包括数据部分。
每经过一个路由器都要重新计算首部检验和，这是因为首部一些字段如生存时间、标志、片偏移等在发生改变。
计算方法：将IP数据报首部划分为许多16位（2字节）的序列，把检验和字段置为零，再将所有16位字（序列）进行反码算术相加，结果再取反码，将此时的结果写入检验和字段。
接收方收到数据报后，将首部16位字再使用反码算术运算相加，得结果取反码，如果是0则保留，否则丢弃。
源地址：占32位。
目的地址：占32位。
可变部分：包括可选字段和填充字段，用来支持排错、测量以及安全等措施。
可选字段长度从1个字节到40个字节不等，可包含多个选项，最后用全0的填充字段补齐为4字节的整数倍。