计算机网络之网络层协议IP分析

分手后的思念是犯贱 2023-02-20 08:21 11阅读 0赞

### Contents ###

*  头部分析
 *  抓包分析

根据上篇博文所分析的传输层协议TCP，数据的传输路线，由高到低进行包装数据包。  
应用层－＞传输层－＞网络层，目前到达网络层了。网络层协议也有好多种，其基本都是用IP协议作为支撑的，现在就来分析一下IP协议头部。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dfd2VpeGlhb3Rhbw_size_16_color_FFFFFF_t_70]

# 头部分析 #

（１）版本（占４位）  
用来区分是IPV４还是IPV６

（２）首部长度（占４位）  
即该包网络层长度，因为网络层也是变长的。单位也是４字节，因为４位能表示的最大数值为１５，因此IP头部最大占１５＊４＝６０个字节。

（３）区分服务（占８位）  
主要用来区分该传送包是否需紧急发送。例如，语音通话和发邮件。语音通话的内容优先于发邮件，在网络比较阻塞的时候，需要先传送语音通话的数据。  
3位优先权字段（现在已经被忽略），4位TOS字段，和1位保留字段（必须置为0），4位TOS分别表示：最小延时，最大吞吐量，最高可靠性，最小成本。这四者相互冲突，只能选择一个。对于ssh/telnet这样的应用程序，最小延时比较重要；对于ftp这样的应用程序，最大吞吐量比较重要

（４）总长度(占16位)  
即网络层IP首部＋传输层TCP首部＋数据

（５）标识(占16位)  
唯一的标识主机发送的每一个数据报，其初始值由系统随机生成；每发送一个数据报，其值就+1。如果IP报文在数据链路层被分片了，那么每一个片里面的这个标识是相同的

(6)标志 (占3位)  
用来表明该包是否分片.  
第一位保留（现在不用，没想好以后用不用），第二位置为1表示禁止分片，这时候如果报文长度超过MTU，IP模块就会丢弃报文并返回一个ICMP差错报文。第三位表示“更多分片”，即如果最后这一位是1，表示这是最后一个分片，其余之前的分片这一位是0，这一位相当于一个结束标志，表示之后还有没有分片.

(7)分片偏移(占13位)  
是分片相对于原始IP报文开始处的偏移。其实就是表示当前分片在原报文中的哪个位置。实际偏移的字节数是这个数\*8得到的。因此，除了最后一个报文外，其他报文的长度必须是8的整数倍（否则报文就不连接了）

(8)生存时间(TTL, 占8位)  
数据报到达目的地的最大报文跳数。一般是64,128,256。每次经过一个路由，TTL-1，一直减到0还没到达，那么就丢弃了并向源端发送一个ICMP差错报文。这个字段主要是用来防止出现路由循环.

(9)协议（占8位）  
因为先包装传输层协议,再包装IP协议,因此IP协议知道传输层用的是什么协议,这里指明这个协议类型.其中，ICMP是1，TCP是6，UDP是17，具体的可看/etc/protocols文件

(10)头部校验和（占16位）  
由发送端填充，接收端对其使用使用CRC（循环冗余校验）算法进行校验，来鉴别头部是否损坏.

(11源地址(占32位)  
表示发送端IP地址

(12)目的地址(占32位)  
表示接收端IP地址

(13)选项(最长40字节,60最大长度-20固定长度)  
记录路由：告诉数据报途径的所有路由器都将自己的IP地址填入IP头部的选项部分  
时间戳：告诉每个路由器都将数据报被转发的时间（或时间与IP地址对）填入IP头部的选项部分  
松散源路由选择：指定一个路由器IP地址列表，数据报发送过程必须经过其中所有的路由器  
严格源路由选择：与松散源类似，不同的是只能经过列表中的被指定的路由器

(14)数据  
即上一层TCP和UDP的数据报

# 抓包分析 #

下面通过抓包分析网络层IP协议内容:  
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从上图可以看出该数据包:  
IPV4协议  
头部长20字节  
区分服务为0  
总长度52  
识别号24329  
标志:不分片  
片偏移:0  
TTL:128  
协议:6(TCP)  
头部校验和:0  
源地址:127.0.0.1  
目的地址:127.0.0.1

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