IP数据报格式
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 相关解答题
ip数据报格式相关解答题好的，以下是一篇可能的文章草稿，供您参考：IP数据报格式一、什么是IP数据报？IP数据报是一种在网络中传输的数据单元，通常由一个或多个IP 数据包组成。
它包含了发送主机和接收主机之间的数据和相关控制信息。
二、IP数据报的格式是什么？IP数据报的格式通常包括以下几个部分：1. 版本：IP协议的版本号，目前常用的版本是4（IPv4）。
2. 头部校验和：用于检测数据报在传输过程中是否发生改变。
3. 目标协议地址：接收数据报的设备的IP地址。
4. 源协议地址：发送数据报的设备的IP地址。
5. 数据部分：实际要传输的数据。
三、IP数据报头部有哪些字段？IP数据报头部包含多个字段，以下是其中一些常见的字段：1. 服务类型/TOS：用于控制数据传输的优先级、可靠性与实时性。
2. 标识符：用于跟踪数据报在转发过程中的顺序。
3. 标志字段：用于控制数据报的分片和粘包行为。
4. 片偏移：用于指定数据报片段在原始数据中的位置。
5. TTL（生存时间）：用于控制数据报在路由器中的缓存时间和转发次数。
6. 协议：指示使用哪种协议来处理数据报的数据部分。
7. 校验和：用于检测IP数据报在传输过程中是否发生改变。
8. 源主机地址和目标主机地址：与IP数据报头部中的源协议地址和目标协议地址相对应，用于指定发送和接收数据报的主机。
四、如何解析IP数据报？解析IP数据报需要使用特定的协议和工具。
常见的工具包括Wireshark、tcpdump等。
解析过程通常包括以下步骤：1. 读取数据报。
2. 提取头部信息，包括版本、标志、片偏移、TTL等。
3. 根据协议字段确定使用哪种协议来处理数据报的数据部分。
4. 根据头部中的目标主机地址将数据报转发到相应的网络设备或应用程序。
五、如何处理IP数据报的分片？当一个较大的数据包需要通过路由器进行转发时，如果目标主机地址不在同一个网络中，路由器可能会将数据包分成多个更小的片段，并将每个片段发送到不同的网络中。
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）。
以太网帧格式、IP报文格式、TCPUDP报文格式
以太⽹帧格式、IP报⽂格式、TCPUDP报⽂格式1、ISO开放系统有以下⼏层：7应⽤层6表⽰层5会话层4传输层3⽹络层2数据链路层1物理层2、TCP/IP ⽹络协议栈分为应⽤层（Application）、传输层（Transport）、⽹络层（Network）和链路层（Link）四层。
通信过程中，每层协议都要加上⼀个数据⾸部（header），称为封装（Encapsulation），如下图所⽰不同的协议层对数据包有不同的称谓，在传输层叫做段（segment），在⽹络层叫做数据报（datagram），在链路层叫做帧（frame）。
数据封装成帧后发到传输介质上，到达⽬的主机后每层协议再剥掉相应的⾸部，最后将应⽤层数据交给应⽤程序处理。
其实在链路层之下还有物理层，指的是电信号的传递⽅式，⽐如现在以太⽹通⽤的⽹线（双绞线）、早期以太⽹采⽤的的同轴电缆（现在主要⽤于有线电视）、光纤等都属于物理层的概念。
3、集线器（Hub）是⼯作在物理层的⽹络设备，⽤于双绞线的连接和信号中继（将已衰减的信号再次放⼤使之传得更远）。
交换机是⼯作在链路层的⽹络设备，可以在不同的链路层⽹络之间转发数据帧（⽐如⼗兆以太⽹和百兆以太⽹之间、以太⽹和令牌环⽹之间），由于不同链路层的帧格式不同，交换机要将进来的数据包拆掉链路层⾸部重新封装之后再转发。
路由器是⼯作在第三层的⽹络设备，同时兼有交换机的功能，可以在不同的链路层接⼝之间转发数据包，因此路由器需要将进来的数据包拆掉⽹络层和链路层两层⾸部并重新封装。
4、⽹络层的IP 协议是构成Internet 的基础。
IP 协议不保证传输的可靠性，数据包在传输过程中可能丢失，可靠性可以在上层协议或应⽤程序中提供⽀持。
传输层可选择TCP 或UDP 协议。
TCP 是⼀种⾯向连接的、可靠的协议，有点像打电话，双⽅拿起电话互通⾝份之后就建⽴了连接，然后说话就⾏了，这边说的话那边保证听得到，并且是按说话的顺序听到的，说完话挂机断开连接。
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
位)属性 – 是有链路层最大帧的 限制决定的.
不同类型的链路, 不同的
MTUs
❖ 较大的IP分组在网络中会被分割
(“fragmented”)
一个分组就被分成了若干分 组
分组只是在最终的信宿站点 被重新“组装-reassembled”
reassembly
5b-2
ICMP: 因特网控制报文协议(Internet Control Message Protocol)
❖ 用于主机、路由器、网关之间交 换网络层信息
报告错误: unreachable host, network, port, protocol
进行request/reply 应答(ping 命令)
control - not used) 8 0 echo request (ping) 9 0 route advertisement 10 0 router discovery 11 0 TTL expired 12 0 bad IP header
第5讲 网络层之二
5b-3
因特网中的路由选择
❖ 全球因特网是由诸多 Autonomous Systems (AS)互联而成:
Gateway
Flags Ref Use Interface
-------------------- -------------------- ----- ----- ------ ---------
127.0.0.1
127.0.0.1
UH
0 26492 lo0
192.168.2.
192.168.2.5
小型自治系统（Stub AS）: 中小型企业 分区自治系统（Multihomed AS）:大型企业 (非跨越的) 跨越式自治系统（Transit AS）: NBP等
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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。
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。
首都中的源地址和目的地址都是IP 协议地址。
那么IP数据报格式又是怎样要求的呢？
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。
日前广泛使用的IP协议版本号为4 (即IPv4)。
IPv6 目前还处于起步阶段。
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( 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。
这样做的目的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。
③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 (DifferentiatedServices)。
只有在使用区分服务时，这个字段才起作用。
④总长度：总长度指首都及数据之和的长度，单位为字节。
因为总长度字段为16位，所以数据报的最大长度为216-1=65 535字节。
在IP层下面的每一种数据链路层都有自己的帧格式，其中包括帧格式中的数据字段的最大长度，即最大传送单元MTU (Maximum Transfer Unit)。
当一个数据报封装成链路层的帧时，此数据报的总长度(即首部加上数据部分)一定不能超过下面的数据链路层的MTU值。
⑤标识(Identification)：占16位。
IP软件在存储器中维持一个计数器，每产生一个数据报，
计数器就加1，并将此值赋给标识字段。
但这个“标识”并不是序号，
因为IP是无连接的服务，数据报不存在按序接收的问题。
当数据报由于长度超过网络的MTU 而必须分片时，
这个标识字段的值就被复制到所有的数据报的标识字段中。
相同的标识字段的值使分片后的各数据报片最后能正确地重装成为
原来的数据报。
⑥标志(Flag)：占3 位，但目前只有2位有意义。
标志字段中的最低位记为MF (More Fragment)。
MF=1即表示后面“还有分片”的数据报。
MF=0表示这已是若干数据报片
中的最后一个。
标志字段中间的一位记为DF(Don't Fragment)，
意思是“不能分片”。
只有当DF=0时才允许分片。
⑦片偏移：占13位。
较长的分组在分片后，
某片在原分组中的相对位置。
也就是说，相对用户数据字段的起点，
该片从何处开始。
片偏移以8个字节为偏移单位。
这就是说，每个分片的长度一定是8字节(64位)的整数倍。
⑧生存时间：占8位，生存时间字段常用的英文缩写是
TTL (Time To Live)，其表明数据报在网络中的寿命。
由发出数据报的源点设置这个字段。
其目的是防止无法交付的数据报无限制地在因特网中兜围子，
因而白白消耗网络资源。
最初的设计是以秒作为TTL的单位。
每经过一个路由器时，就把TTL减去数据报在路由器消耗掉的一段时间。
若数据报在路由器消耗的时间小于 1 秒，就把TTL值减1。
当TTL值为0时，就丢弃这个数据报。
⑨协议：占8 位，协议字段指出此数据报携带的数据是使用何种协议，以便使目的主机的IP层知道应将数据部分上交给哪个处理过程。
⑩首部检验和：占16位。
这个字段只检验数据报的首部，
但不包括数据部分。
这是因为数据报每经过一个路由器，都要重新计算一下首都检验和(一些字段，如生存时间、标志、片偏移等都可能发生变化)。
不检验数据部分可减少计算的工作量。
⑾源地址：占32位。
⑿目的地址：占32位。
2. IP数据报首部的可变部分
IP首都的可变部分就是一个可选字段。
选项字段用来支持排错、测量以及安全等措施，内容很丰富。
此字段的长度可变，从1 个字节到40个字节不等，取决于所选择的项目。
某些选项只需要1 个字节，它只包括1 个字节的选项代码。
但还有些选项需要多个字节，这些选项一个个拼接起来，中间不需要有分隔符，最后用全0 的填充字段补齐成为4字节的
整数倍。
增加首都的可变部分是为了增加IP 数据报的功能，但这同时也使得IP 数据报的首部长度成为可变的。
这就增加了每一个路由器处理数据报的开销。
实际上这些选项很少被使用。
新的IPv6就将IP数据报的首部长度做成固定的。
I P数据包指的是第三层的PDU，
IP首部只是其中的一部分，是在第三层网络层上加上去的，是给路由器看的。
IP数据包的总长度过大，超过链路的最大MTU时，数据包就会被分成多片，
而在如今的IPv4的网络中，数据传输时不可靠的，是尽力而为的，
所以这些分片的数据单元到达对端的链路和时间都是不同的，
对端根据IP首部中的标示符（Identification）、标志（Flag）、段偏置值字段
重组数据包。