数据报分片的偏移量问题

本文探讨了IP数据报在遇到不同MTU链路时的分片问题,重点在于如何计算每个分片的偏移量。举例说明了一个2312字节的IP数据报在遇到MTU为1500字节的链路时,如何进行分片,并计算最后一个分片的偏移量。

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数据报分片的偏移量问题

基本概念

  • 不是所有的链路层协议都能承载相同长度的网络层分组,这时候我们需要将IP数据报中的数据分片成更小的IP数据报,每个单独最小的数据报都称为 fragment
  • 一个链路层frame能承载的最大数据量叫做 Maximum Transmission Unit (MTU).

offset的计算

  • 一个x字节的数据报包括:20字节的IP首部和(x-20)字节的有效载荷,假设该数据报到达一个router,并被转发到一个MTU为y字节的链路上当x-20 > y时,意味着需要分片
  • offset用来记录每个分片所在的位置,offset = 相对分片报文长度 / 8;
eg.An IP datagram of 2312 bytes arrives at a router and must be forwarded to a link with an MTU of 1500 bytes. Thus, the router has to fragment the datagram. To the last fragment, the value of offset should be?
  • 4310 bytes inc
### 计算机网络数据报分片及DF标志位 在网络层,主要任务是把分组从源端传送到目的端,为分组交换上的不同主机提供通信服务[^1]。当IP数据报的大小超过了路径上某个链路的最大传输单元(MTU),则需要对该数据报进行分片处理以适应较小的MTU限制[^3]。 #### 数据报分片原理 为了应对不同的物理网络可能存在的最大传输单元差异,在发送前如果发现原始的数据包尺寸超出了目标网络所能接受的最大限度,则会启动分片操作。具体来说: - **标识字段**:每当创建一个新的数据报时,系统会给它分配唯一的标识符;而在对其进行拆解的过程中,所有由此产生的碎片都将继承这一共同的身份标记以便于后续重组过程中识别属于同一整体的部分[^4]。 - **偏移量**:指明当前片段在整个原消息里所处的位置,即该部分是从第几个字节开始被截取出来的信息,从而确保接收方能够按照正确的顺序重新组装这些零散的信息块。 - **MF标志(More Fragments)** 和 **DF标志(Don't Fragment)** :前者用于指示这不是最后一个片段,后者用来告知路由器不允许再对此包做进一步切割——即使遇到无法直接传递的情况也应返回错误而非强行分解。 对于带有`Don’t Fragment (DF)` 标志置位的数据报而言,任何试图将其划分为更小单位的行为都是不被允许的。一旦这样的情况发生并且确实存在必要性去调整其规模使之适合特定网段的要求时,中间节点将会丢弃该数据报并向源头反馈一条ICMP差错报告通知对方发生了不可逾越的障碍[^2]。 ```python # Python伪代码展示如何设置和检查DF标志位 def set_df_flag(packet, value=True): """Set the Don't Fragment flag on an IP packet.""" if hasattr(packet['IP'], 'flags'): flags = int(packet['IP'].flags) if value: # Set DF bit to 1 packet['IP'].flags = flags | 0x4 else: # Clear DF bit packet['IP'].flags = flags & ~0x4 def check_df_flag(packet): """Check whether the Don't Fragment flag is set.""" if hasattr(packet['IP'], 'flags') and isinstance(packet['IP'].flags, str): return "DF" in packet['IP'].flags.upper() elif hasattr(packet['IP'], 'flags') and isinstance(packet['IP'].flags, int): return bool(int(packet['IP'].flags) & 0x4) ```
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