图解TCP/IP： IPv4首部

最新推荐文章于 2025-06-09 15:17:48 发布

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#TCP/IP #IPv4首部格式

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本文详细解析了IPv4数据报的格式，包括版本、首部长度、区分服务、总长度、标识、标志、片偏移、生存时间、协议、首部校验和、源地址、目标地址、可选字段、填充及数据部分。深入探讨了TOS、DSCP、ECN、标志、TTL和首部校验和的功能与计算。

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通过IP进行通信时，需要在数据的前面加入IP首部信息。IP首部中包含着用于IP协议进行发包控制时所有的必要信息。

# IP数据报格式(IPv4)
Version版本 | IHL首部长度 | Type Of Service区分服务 |        Total Length总长度
             Identification标识                    | Flags标志 | Fragment Offset片偏移
Time To Live生存时间      |      Protocol协议      |     Header Checksum首部校验和
                                  Source Address源地址
                              Destination Address目标地址
                          Options可选字段                               |  Padding填充
                                      Data数据部分

区分服务(TOS：Type Of Service)

由8比特构成，用来表明服务质量。

# 服务类型中各比特的含义
0 1 2 优先度
3     最低延迟
4     最大吞吐
5     最大可靠性
6     最小代价
(3~6) 最大安全
7     未定义

用0、1、2这三位表示0~7的优先度。从0到7表示优先度从低到高。

DSCP段与ECN段

         DSCP段        |   ECN段

DSCP(Different Services Codepoint, 差分服务代码点)是TOS的一部分，现在统称为DiffServ，用来进行质量控制。如果3~5位的值为0，0~2位则被称作类别选择代码点。对于每一种级别所采取的措施则由提供DiffServ的运营管理者制定，为了与TOS保持一致，值越大优先级也越高。如果第5位为1，表示实验或本地使用的意思。

ECN(Explicit Congestion Notification, 显式拥塞通告)用来报告网络拥堵情况，由两个比特构成。

# ECN域
6 ECT ECN-Capable Transport
7 CE　Congestion　Experienced

第6位的ECT用以通告上层TCP协议是否处理ECN。当路由器在转发ECN为1的包的过程中，如果出现网络拥堵的情况，就将CE位设置为1。

标志(Flags)

由3比特构成，表示包被分片的相关信息。

# 标志段各位含义
0 未使用，现在必须是0。
1 指示是否进行分片。0-可以分片、1-不能分片
2 包在分片的情况下，是否表示最后一个包。0-最后一个分片的包、1-分片中段的包

生存时间(TTL：Time To Live)

由8比特构成，最初的意思是以秒为单位记录当前包在网络上应该生存的期限，而在实际中它是指可以中转多少个路由器的意思。每经过一个路由器，TTL会减少1，直到变成0则丢弃该包。

首部校验和(Header Checksum)

由16比特构成，也叫IP首部校验和。该字段只校验数据报的首部，不校验数据部分，它主要用来确保IP数据报不被破坏。

校验和的计算过程：

将该校验和的所有位置设置为0
以16比特为单位划分IP首部，并用1补数计算所有的16位字的和
将所得到这个和的1补数赋给首部校验和字段

（最近更新：2019年09月18日）