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IP数据报的格式

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IP数据报的格式

IP协议具有什么功能从数据报的格式中就能够知道,⼀个IP数据报被分为了⾸部和数据两个部分，在⾸部中有20个字节是固定的，还有⼀些可选字段长度是可变的，下⾯是IP数据报的具体格式：

IP数据报各个字段的意义

1.版本号

版本号占4位，指使⽤的IP协议的版本，通信双⽅使⽤的版本要⼀致才能通信，⽬前的版本有IPv4和IPv6，

2.⾸部长度

指数据报的⾸部的长度，占4位，注意这⾥的⾸部长度的单位是4个字节，所以最⼤的⾸部长度可以达到 15 * 4 = 60 个字节，当⾸部长

度不是4个整数倍的时候，就要使⽤填充字段进⾏填充。

3.区分服务

占8位，⽤来获得更好的服务，只有在使⽤区分服务的时候，这个字段才有⽤，⼀般情况下，都不使⽤这个字段

4.总长度

⾸部和数据部分长度之和，占16位，因此IP数据报的最⼤长度位2的16次⽅ - 1， 即65535个字节，然⽽这样长度的数据报是极少遇到

的，我们知道在数据链层规定了MTU的⼤⼩（常⽤的以太⽹的MTU为1500字节），当数据报的⼤⼩超过MTU时，就要进⾏分⽚处理。

IP协议规定所有的主机和路由器，必须能够接受长度不超过576字节的数据报，当要发送的数据包的长度超过576个字节时，就应该先

了解⽬的主机是否能够接受所发送的数据报的长度，否则就要进⾏分⽚处理了。

5.标识

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，就将计数器加⼀，并将此值赋值给标识字段，当数据报的长度，超过

⽹络的MTU时，就必须进⾏分⽚处理，这个标识将会赋值到所有的分⽚中，也就是说⼀个数据报经过分⽚之后的形成的多个数据报的标识是

⼀样的，这样做是为了将它们组成⼀个完整的数据报。

6.标志

占3位，但⽬前只有两位有意义，

󰀀 标志字段的最低位为MF，当MF = 1 时，表⽰后⾯还有分⽚，MF = 0表⽰这是最后⼀个分⽚

󰀀 中间位位DF，DF的意思是不能分⽚，当DF=0时，才允许分⽚

7.⽚位移

占13位，分⽚之后的每⼀⽚在原来的数据报中的位置，即相对于数据报的起点位置，该⽚从何处开始，⽚位移以8个字节位单位，

8.⽣存时间

占8位，英⽂缩写为TTL（Time To Live），这个字段指明数据报在⽹络中的⽣存时间，每当数据报经过⼀个路由器，TTL就减1，当TTL为0时，路由器就丢弃该数据报，⽽不进⾏转发了，这样做的⽬的是为了防⽌数据报 在⽹络中“兜圈⼦”⽽⽩⽩消耗⽹络资源，⼀般的操作

系统都有默认的TTL：

󰀀 Linux 64

󰀀 Windows 128

󰀀 Unix 256

9.协议

占8位，协议字段指出数据包的数据部分使⽤的是何种协议，以便使⽬的主机的IP层知道应该将数据报中的数据交给哪个部分来处理，

常见的协议和对应的字段值如下：

󰀀 ICMP 1

󰀀 IGMP 2

󰀀 IP 4 ， IP数据报再封装到IP数据报中

󰀀 TCP 6

󰀀 IGP 9

󰀀 UDP 17

󰀀 IPv6 41

󰀀 ESP 50

󰀀 OSPF 89

10.⾸部检验和

占16位，只将⾸部检验过后的检验和填⼊此字段中，不检验数据报的数据部分，数据报每经过⼀个路由器都要重新计算检验和，检验和的计算过程如下：

󰀀 先将检验和字段设置为全0，

󰀀 然后将IP数据报的⾸部划分位以16位为⼀个单位的序列，将这些字段进⾏反码算术运算求和，

󰀀 将得到的结果取反，并写⼊检验和字段，注意这个取反后的结果和原来的结果相加为全1

󰀀 接收⽅收到数据报之后，也将IP数据报的⾸部划分位以16位为⼀个单位的序列，将这些字段进⾏反码算术运算求和，

󰀀 若将得到的结果取反不为0，那么证明出错了，则丢弃该数据报，若取反结果为0，将数据报上交。

11.源地址和⽬的地址

各占32位

12.可变部分

IP⾸部的可变部分就是⼀个选项字段，选项字段可以⽤来⽀持排错、测量以及安全等措施，内容丰富，选项字段最多为40个字节，最⼩

为0个字节，实际上这些字段都是很少⽤的，因为这样⼀来减⼩了开销，IPv6版本的IP数据报的⾸部就是固定长度的，

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ipip隧道协议报文格式

ipip隧道协议报文格式

ipip隧道协议报文格式

摘要：

一、IP 隧道协议概述

二、IP 隧道协议报文格式

1.报文头部

1) 版本与协议类型

2) 首部长度

3) 服务类型

4) 总长度

5) 标识

6) 标志

7) 分段偏移量

8) 生存时间

9) 协议

2.报文数据部分

1) 源 IP 地址

2) 目标 IP 地址

3) 协议类型

4) 序列号

5) 确认号

6) 数据偏移量

7) 标志位 8) 窗口缩放

9) 紧急指针

10) 选项字段

正文：

一、IP 隧道协议概述

IP 隧道协议，又称为 IP 封装协议，是一种在网络中传输数据包的协议。通过使用 IP 隧道协议，可以在一个网络中传输另一个网络中的数据包。这种协议主要应用于虚拟专用网络（VPN）和 IPSec 等场景，以实现数据在网络中的安全传输。

二、IP 隧道协议报文格式

IP 隧道协议报文主要包括报文头部和报文数据部分。

1.报文头部

报文头部包含以下字段：

- 版本与协议类型：表示 IP 协议的版本号和协议类型，例如 IPv4 或

IPv6。

- 首部长度：表示报文头部的长度，以 4 字节为单位。

- 服务类型：表示数据包的服务质量，例如优先级、延迟等。

- 总长度：表示整个 IP 数据包的长度，以 4 字节为单位。

- 标识：用于标识数据包的唯一性。

- 标志：表示是否分段以及如何分段数据包。

- 分段偏移量：表示数据包在分段后的位置。

IP数据报格式和IP地址路由

IP数据报格式和IP地址路由

IP数据报格式和IP地址路由

⼀、IP数据报格式

IP数据报格式如下：

注：需要注意的是⽹络数据包以⼤端字节序传输，当然头部也得是⼤端字节序，也就是说：

The most significant bit is numbered 0 at the left, and the least significant bit of a 32-bit value is numbered 31 on the right.

The 4 bytes in the 32-bit value are transmitted in the order: bits 0-7 first, then bits 8-15, then 16-23, and bits 24-31 last. This is called big endian byte ordering, which is the byte ordering requiredfor all binary integers in the TCP/IP headers as they traverse a network. This is called the network byte order. Machines that store binary integers in other formats, such as the little endian format,

must convert the header values into the network byte order before transmitting the data.

版本

IP协议版本号，长度为4位，IPv4此字段值为4，IPv6此字段值为6

⾸部长度

以32位的字为单位，该字段长度为4位，最⼩值为5，即不带任何选项的IP⾸部20个字节；最⼤值为15，所以⾸部长度最⼤为60个字节

服务类型（TOS）

长度为8位。此字段包含3位的优先权（现已忽略），4位的服务类型⼦字段（只能有⼀位置1）和1位的保留位（必须置0）。4位的服务类型分别为最⼩延迟（D）、最⼤吞吐量（T）、最⾼可靠性（R）、最⼩费⽤（F），如下图。

ipip隧道协议报文格式 2

ipip隧道协议报文格式 2

ipip隧道协议报文格式

摘要：

一、IP 隧道协议概述

二、IP 隧道协议报文格式

1.报文头部

2.隧道协议类型

3.封装协议

4.封装协议头部

5.数据部分

三、IP 隧道协议的作用

四、实例解析

1.DEVICENET 转 ETHERCAT 网关连接 CANopen 协议报文解析实例

正文：

一、IP 隧道协议概述

IP 隧道协议，是一种在网络通信中实现数据报文传输的技术。通过在原始数据报文中封装一个 IP 协议头，将数据报文发送至目的网络，从而实现在不同网络环境中的数据通信。

二、IP 隧道协议报文格式

IP 隧道协议报文格式主要包括以下几个部分：

1.报文头部：包含 IP 协议头，用于指定报文的源 IP 地址、目的 IP 地址、协议类型等基本信息。

2.隧道协议类型：表示隧道协议的类型，例如 VXLAN、GRE 等。

3.封装协议：指原始数据报文所使用的协议，如 IP、ATM 等。

4.封装协议头部：包含封装协议的协议头，用于指定数据报文的源地址、目的地址等基本信息。

5.数据部分：包含原始数据报文的数据内容。

三、IP 隧道协议的作用

IP 隧道协议主要作用如下：

1.实现数据报文在不同网络环境中的传输。

2.保证数据报文的安全性，避免数据在传输过程中的丢失或损坏。

3.提高数据报文的传输效率，通过隧道协议的封装，可以实现数据报文的批量传输。

四、实例解析

以下是一个 DEVICENET 转 ETHERCAT 网关连接 CANopen 协议报文解析实例：

在这个实例中，DEVICENET 主站 Device 1 通过 IP 隧道协议将数据传输至 ETHERCAT 网关。在传输过程中，DEVICENET 主站将数据封装为

CANopen 协议报文，然后通过 IP 隧道协议发送至 ETHERCAT 网关。

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)

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=5

3、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）。DF=1表示路由器不能对该数据包分段，DF=0表示数据包可以被分段。 7、偏移量（Fragment Offset）