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Nov13Mon200606:54
[課業]IP表頭格式介紹
IP封包表頭格式介紹 首先﹐讓我們看看IP封包的組成部份﹐以及各部件的長度﹕Version(4) InternetHeaderLength(4) TypeofService(8) TotalLength(16) Identification(16) Flags(3) FragmentOffset(13) TimeToLive(8) Protocol(8) Headerchecksum(16) SourceAddress(32) DestinationAddress(32) Options(Variable) Padding(0-24) Data.... IP封包格式每一行的總長度都是32bit。
事實上,真正的封包是由連續的位元依序排列在一起的,我們分別對各部件名稱解釋一下﹕Version 版本(VER)。
表示的是IP規格版本﹐目前的IP規格多為版本4(version4)﹐所以這裡的數值通常為0x4(注意﹕封包使用的數字通常都是十六進位的)。
InternetHeaderLength 標頭長度(IHL)。
我們從IP封包規格中看到前面的6行為header﹐如果Options和Padding沒有設定的話﹐也就只有5行的長度﹔我們知道每行有32bit﹐也就是4byte﹔那麼,5列就是20byte了。
20這個數值換成16進位就成了0x14﹐所以﹐當封包標頭長度為最短的時候﹐這裡數值會被換算為0x14。
TypeofService 服務類型(TOS)。
這裡指的是IP封包在傳送過程中要求的服務類型﹐其中一共由8個bit組成﹐每組bit組合分別代表不同的意思﹕000..... Routine 設定IP順序﹐預設為0﹐否則﹐數值越高越優先 ...0.... Delay 延遲要求﹐0是正常值﹐1為低要求 ....0... Throughput 通訊量要求﹐0為正常值﹐1為高要求 .....0.. Reliability 可靠性要求﹐0為正常值﹐1為高要求 ......00 NotUsed 未使用 TotalLength 封包總長(TL)。
通常以byte做單位來表示該封包的總長度﹐此數值包括標頭和數據的總和。
Identification 識別碼(ID)。
每一個IP封包都有一個16bit的唯一識別碼。
我們從OSI和TCP/IP的網路層級知識裡面知道﹕當程式產生的數據要通過網路傳送時﹐都會在傳送層被拆散成封包形式發送﹐當封包要進行重組的時候﹐這個ID就是依據了。
Flag 旗標(FL)。
這是當封包在傳輸過程中進行最佳組合時使用的3個bit的識別記號。
請參考下表﹕000. 當此值為0的時候﹐表示目前未被使用。
.0.. 當此值為0的時候﹐表示封包可以被分割﹐若為1則不能被分割。
..0. 當上一個值為0時﹐此值為0就示該封包是最後一個封包﹐如果為1則表示其後還有被分割的封包。
FragmentOffset 分割定位(FO)。
當一個大封包在經過一些傳輸單位(MTU)較小的路徑時﹐會被被切割成碎片(fragment)再進行傳送(這個切割和傳送層的打包有所不同﹐它是由網路層決定的)。
由於網路情況或其它因素影響﹐其抵達順序並不會和當初切割順序一至的。
所以當封包進行切割的時候﹐會為各片段做好定位記錄﹐所以在重組的時候﹐就能夠依號入座了。
如果封包沒有被切割﹐那麼FO的值為“0”。
TimeToLive 存活時間(TTL)。
這個TTL的概念﹐在許多網路協定中都會碰到。
當一個封包被賦予TTL值(以秒或跳站數目(hop)為單位)﹐之後就會進行倒數計時。
在IP協定中,TTL是以hop為單位,每經過一個router就減一)﹐如果封包TTL值被降為0的時候﹐就會被丟棄。
這樣﹐當封包在傳遞過程中由於某些原因而未能抵達目的地的時候﹐就可以避免其一直充斥在網路上面。
有隻叫做traceroute的程式﹐就是一個上佳的TTL利用實作﹐我們會在後面的章節裡面討論。
Protocol 協定(PROT)。
這裡指的是該封包所使用的網路協定類型﹐例如﹕ICMP或TCP/UDP等等。
要注意的是﹕這裡使用的協定是網路層的協定﹐這和上層的程式協定(如﹕FTP﹑HTTP等)是不同的。
您可以從Linux的/etc/protocol這個檔案中找到這些協定和其代號﹔其內容如下﹕------------------------------------------------------ip 0 IP #internetprotocol,pseudoprotocolnumbericmp 1 ICMP #internetcontrolmessageprotocoligmp 2 IGMP #InternetGroupManagementggp 3 GGP #gateway-gatewayprotocolipencap4 IP-ENCAP #IPencapsulatedinIP(officially``IP'')st 5 ST #STdatagrammodetcp 6 TCP #transmissioncontrolprotocolegp 8 EGP #exteriorgatewayprotocolpup 12 PUP #PARCuniversalpacketprotocoludp 17 UDP #userdatagramprotocolhmp 20 HMP #hostmonitoringprotocolxns-idp22 XNS-IDP #XeroxNSIDPrdp 27 RDP #"reliabledatagram"protocoliso-tp429 ISO-TP4 #ISOTransportProtocolclass4xtp 36 XTP #XpressTranferProtocolddp 37 DDP #DatagramDeliveryProtocolidpr-cmtp 39 IDPR-CMTP #IDPRControlMessageTransportrspf 73 RSPF #RadioShortestPathFirst.vmtp 81 VMTP #VersatileMessageTransportospf 89 OSPFIGP #OpenShortestPathFirstIGPipip 94 IPIP #YetAnotherIPencapsulationencap 98 ENCAP #YetAnotherIPencapsulation------------------------------------------------------HeaderChecksum 標頭檢驗值(HC)。
這個數值主要用來檢錯用的﹐用以確保封包被正確無誤的接收到。
當封包開始進行傳送後﹐接收端主機會利用這個檢驗值會來檢驗餘下的封包﹐如果一切看來無誤﹐就會發出確認信息﹐表示接收正常。
SourceIPAddress 來源位址(SA)。
相信這個不用多解釋了﹐就是發送端的IP位址是也﹐長度為32bit。
DestinationIPAddress 目的地位址(DA)。
也就是接收端的IP位址﹐長度為32bit。
Options&Padding 這兩個選項甚少使用﹐只有某些特殊的封包需要特定的控制﹐才會利用到。
這裡也不作細表啦。
前面所介紹的IP封包格式﹐請花點時間研究一下﹐因為在日後的網路生涯中﹐許多概念都要求設計者非常了解IP和TCP封包(標頭)的結構﹐例如﹕防火牆設定和socket程式設計。
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