IP数据报的格式

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。

- 生存时间：表示数据包在网络中允许经过的最大路由器数量。

- 协议：表示数据包所使用的协议类型，例如ICMP、TCP 或UDP 等。

2.报文数据部分报文数据部分包含以下字段：- 源IP 地址：表示数据包的源IP 地址。

- 目标IP 地址：表示数据包的目标IP 地址。

- 协议类型：表示数据包所使用的协议类型，例如ICMP、TCP 或UDP 等。

- 序列号：表示数据包在传输过程中的顺序。

- 确认号：表示期望接收到的下一个数据包的序列号。

- 数据偏移量：表示数据包在传输过程中的位置。

- 标志位：表示数据包的传输方向和其他控制信息。

IP 数据包格式版本字段:4位。

当前的IP 协议版本是4，通常称为IPv4。

下一个版本是6，称为IPv6首部长度:4位，IP 数据报首部的长度，每个单位为4个字节。

IP 数据报的长度是4个字节的整数倍。

服务类型：8位，服务类型。

前3位为优先级，用于表示数据报的重要程度，优先级取值从0（普通优先级）到7（网络控制高优先级）。

D 、T 和R 位表示本数据报希望的传输类型。

D 表示低时延（Delay ）需求T 表示高吞吐量（Throughput ）要求R 代表高可靠性（Reliability ）要求。

总长度：总长度指首部和数据之和的长度，单位为字节。

总长度字段为16位，因此数据报的最大长度为216-1=65535字节。

标识(identification)：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，计数器就加1，并将此值赋给标识字段。

但这个“标识”并不是序号，因为IP 是无连接服务，数据报不存在按序接收的问题。

当数据报由于长度超过网络的MTU 而必须分片时，这个标识字段的值就被复制到所有的数据报的标识字段中。

相同的标识字段的值使分片后的各数据报片最后能正确地重装成为原来的数据报。

标志(flag)：占3位，但目前只有2位有意义。

标志字段中的最低位记为MF(More Fragment)。

MF=1即表示后面“还有分片”的数据报。

MF=0表示这已是若干数据报片中的最后一个。

标志字段中间的一位记为DF(Don’t Fragment)，意思是“不能分片”。

只有当DF=0时才允许分片。

片偏移：占13位。

片偏移指出：较长的分组在分片后，某片在原分组中的相对位置。

也就是说，相对用户数据字段的起点，该片从何处开始。

片偏移以8个字节为偏移单位。

这就是说，每个分片的长度一定是8字节（64位）的整数倍。

总长度 服务类型版本 首部长度 标识 源站IP 地址寿命 协议首部校验和 片偏移 标志目的站IP 地址IP 选项（可选）填充 数据……生存时间：占8位，生存时间字段常用的的英文缩写是TTL(Time To Live)，表明是数据报在网络中的寿命。

ipv4报文格式解析IPv4报文格式如下：1. 版本号（Version）：占4位，表示IP协议的版本。

目前广泛使用的是IPv4，其版本号为0100。

2. 首部长度（Header Length）：占4位，表示IP首部的长度。

首部长度单位为32位字长（4字节），4位二进制表示最大的十进制数值为15，因此，当首部长度为1111时（即十进制的15），首部长度达到最大长度60字节。

通常情况下，首部长度为20字节。

3. 区分服务（Type of Service）：占8位，用于表示数据包的服务质量，如延迟、吞吐量、可靠性和成本等。

现在通常使用3位优先级字段和5位TOS字段。

4. 总长度（Total Length）：占16位，表示整个IP数据包的长度，包括首部和数据部分。

范围为0-65535字节。

5. 标识（Identification）：占16位，用于标识数据包。

当原始报文超过最大传输单元（MTU）时，需要进行分片，每个分片打上相同的标识符，以便接收端识别为同一个报文的分片。

6. 标记（Flags）：占3位，用于表示数据包是否分片以及分片顺序。

其中，第一位未使用；第二位表示“不允许分片”（Don't Fragment，DF），第三位表示“更多分片”（More Fragments，MF）。

7. 分片偏移量（Fragment Offset）：占13位，用于标记分片在分组中的位置。

8. 生存时间（Time to Live，TTL）：占8位，表示数据包可以在网络中传输的最大跳数。

9. 协议（Protocol）：占8位，表示传输层使用的协议类型，如ICMP、IGMP、TCP、UDP等。

10. 头部校验和（Header Checksum）：用于校验IP报头的正确性，仅校验头部，数据部分由传输层协议负责校验。

11. 源IP地址（Source IP Address）：占32位，表示数据包的源IP 地址。

12. 目的IP地址（Destination IP Address）：占32位，表示数据包的目的IP地址。

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=53、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）。

ipip隧道协议报文格式本文将为大家介绍ipip隧道协议报文格式。

隧道协议指的是一种在网络层进行连接的协议，其目的是为了在不同网络之间建立通信的链路。

ipip隧道协议报文格式主要包括源IP地址、目的IP地址、协议类型、报文长度和数据部分。

下面将逐一介绍每个字段的含义和格式。

1. 源IP地址：该字段用来指示报文的来源IP地址，通常以32位的二进制形式表示，如192.168.1.1。

源IP地址的作用是用来标识报文的发送方。

2. 目的IP地址：该字段用来指示报文的目的IP地址，也以32位的二进制形式表示。

目的IP地址的作用是用来标识报文的接收方。

3. 协议类型：该字段用来指示报文所使用的协议类型，如TCP、UDP等。

协议类型通常以数字形式表示，例如TCP对应的协议类型为6，UDP对应的协议类型为17。

4. 报文长度：该字段用来指示报文的总长度，以字节为单位。

报文长度的值应包括报头和数据部分的长度。

5. 数据部分：该字段包含了报文的实际数据内容，可以根据具体的需求进行定义。

数据部分可以包含任意长度的信息，根据使用的协议类型和应用场景的不同，数据部分的格式和内容也会有所不同。

在ipip隧道协议中，报文的格式通常采用固定长度的报头和可变长度的数据部分。

报文的长度和字段的顺序是固定的，这样接收方可以根据报文格式来正确解析和处理报文。

总结一下，ipip隧道协议报文格式包括源IP地址、目的IP地址、协议类型、报文长度和数据部分。

通过这些字段的组合，可以实现网络间的通信和数据传输。

在实际应用中，可以根据具体的需求和协议类型来定义报文的格式和内容，以满足不同的业务需求。

希望本文对大家理解ipip隧道协议报文格式有所帮助。

如果还有其他疑问或需求，请随时在评论区留言。

IPv4数据报格式及其语义⼀、IP数据报的格式如下图所⽰版本⾸部长度服务类型数据报长度16⽐特标识标志13⽐特⽚偏移寿命上层协议⾸部检验和32⽐特源IP地址32⽐特⽬的IP地址选项（如果有的话）数据IPv4数据报格式⼆、各部分语义1）版本（号）：4bit,规定了数据包的IP协议版本；通过查看版本号，路由器能够确定如何解释IP数据报的剩余部分2）⾸部长度：因为IPV4数据报可包含⼀些可变数量的选项，所以需要⽤这4bit来确定⾸部的长度，以确定IP数据报的数据部分实际从哪⾥开始。

⼤多数IP数据报不包含选项，所以⼀般IP数据报具有20字节的⾸部3）服务类型：8bit，服务类型包含在⾸部中以使不同类型的IP数据报能相互区分开来，例如，将实时数据报（如⽤于IP电话应⽤）与⾮实时流量（如FTP）区分开来也许是有⽤，提供特定等级的服务是⼀个由路由器管理员决定的策略问题4）数据报长度：这是IP数据报的总长度（⾸部加上数据），以字节计，因为该字段长为16bit，所以IP数据报的理论最⼤长度为65535字节，然⽽数据报很少有超过1500字节的（因为IP数据还要靠数据链路层运输的，⽽链路层帧能承载的最⼤数据量为叫做最⼤运输单元（Maximum Transmission Unit，MTU））5）标识、标志、⽚偏移： 要理解这三个内容，要先理解⼀些其他知识 （1）分⽚：把IP数据报中的数据分成两个或者更多个较⼩的IP数据报，⽤单独的链路层帧封装成较⼩的IP数据报，每个这些较⼩的数据报称为⽚ （2）为什么要分⽚：因为每个IP数据报封装在链路层帧中从⼀台路由器传输到下⼀台路由器，⽽链路层帧能承载的最⼤数据量（最⼤运输单元（Maximum Transmission Unit，MTU）是⼀定的，故链路层帧严格限制着IP数据报的长度；⽽且发送⽅和与⽬的路径上的每段链路可能使⽤不同的链路层协议，且每种协议可能具有不同的MTU，所以就更有可能需要分⽚了，以便能够使得数据报能够顺利的传递数据报 （3）组装：⽬的主机从相同源收到⼀系列数据报时，需要确定哪些数据报是分⽚，如果是分⽚的话，还要进⼀步指导何时收到最后⼀个分⽚，如何将接收到的分⽚拼接起来以形成初始的数据报，故IPV4的设计者将标识、标志和⽚偏移字段放在IP数据报⾸部中，当⽣成⼀个数据报时，发送主机为该数据报设置源和⽬的地址的同时，再填上标识号标识：16bit，源主机发送IP数据报的时候，通常为它发送的每个数据报的标识号加1，所以当某个路由器需要对某⼀个数据报分⽚时，形成的每个数据报（分⽚）具有初始数据报的源地址、⽬的地址、与标识号，这样⽬的主机就可以判别哪些分⽚是属于⼀个初始数据报的标志：3bit，由于IP是⼀种不可靠服务，⼀个或者多个⽚可能永远到不了⽬的地，所以为了让⽬的主机绝对的相信它已经收到了初始数据报的最后⼀个⽚，最后⼀个⽚的标志⽐特被设置为0，⽽所有其他⽚的标志⽐特被设置为1⽚偏移：13bit，标⽰数据相对于初始数据报的偏移值，并且偏移值应当被规定以8字节块为单位。

详谈IPv6与IPv4数据报格式1.IPv6数据包每一个分组由必须要有的基本首部和跟随在后面的有效载荷组成。

有效载荷有两部分组成：可选的扩展首部和从上层来的数据（不超65535字节）。

具体如图所示：详细说明：Version：和ipv4包头中的一样，4个bit区域表示ip的版本（0110）优先级：即Traffic Class是一个8位bit的区域，同ipv4中的tos区域一样。

但是在这些年中随着TOS区域的进化，这个区域也可以用来被 DifferentiatedClass of Service (DiffServ)使用。

但是尽管这里这样的标识仍然符合老的Tos的格式，只不过Traffic Class这个名字更符合当前的应用。

流标记：Flow Label流量标签是在ipv6中独有的区域。

这个20个bit的区域设计的目的在于可以给一些特殊的数据做标记。

也就是说尽管数据包并非是从原来的源发到目的，但是仍然包含原有的源和目的的应用。

区分数据流有很多好处，可以确保不同类别服务的处理方式得以区分，在数据流经多个路径的负载均衡时，在同一个数据流的数据包将使用经由同一个路径转发，从而避免了数据包可能继续查找路径的现象。

典型的flow（更加精确一点的说法是微流）就是在源地址和目的地址上加一个团体的源地址和目的地址。

如果使用定义源和目的端口号，路由器必须识别ip包头还要进一步识别tcp或者udp（或者其他传输层协议）的头，这样就增加了转发进程的复杂性，可能会影响路由器的处理。

因为出现扩展包头（下一段介绍），所以在ipv6数据包中查找传输层协议的头就成为一个特殊的问题。

支持ipv6的路由器必须从按照数据包格式的顺序从头到位查找，可能会经过很多扩展包头再会找到传输层地址（这样的话影响查找时间）。

如果在数据包发起是适当的加入流量标签，路由器更比查找数据包头更容易辨识数据流。

然而，在本书书写时，如何使用流量标签区域的完全详细文档仍在讨论中，所以当前路由器读取数据时忽略这个区域。

IPv4和IPv6数据报格式一、IPv4数据报格式1）数据报可以分为报头区和数据区，数据区的数据来自上一层。

说明：首部和报头和头等字眼是同一意思。

2）版本：指明IP协议是哪个版本，IPv4为0100。

3）报头长度：也叫首部长度，指明报头区的长度。

最小值为20个字节，最大值为60字节。

说明：a.当没有选项和填充字段时，32位（每行的长度）*5（5行固有的）=160位=20字节，这个时候4个比特位的值为0101，为什么呢？因为这里规定以4个字节为单位，如果把0101用换算成十进制，0101=5，5*4=20字节。

如果4个比特位为1111，把1111换算成十进制则等于15，则它表示15*4=60个字节。

（简单记成换算成十进制后乘以4才等于它报头区的字节数）b.当 IP 分组的首部长度不是4字节的整数倍时，必须利用最后的填充字段加以填充。

4）服务类型：转发过程中对该数据报的处理方式。

5）总长度：等于报头区及数据区的长度相加。

说明：a.最大长度为65535个字节（当8个bit都等于1时），2^16-1=65535个字节。

b. IP数据报的最大长度的确是65535字节。

但是实践中最大长度很少用，因为大多物理网络都有长度限制，例如，数据链路层有自己的帧格式，其中包括了数据字段的最大长度，即最大数据传输单元MTU，当一个数据报封装成链路层的帧时，此数据报的总长度一定不能超过下面的数据链路层的MTU 值，以太网把载荷长度限制在1500字节。

6）标识：IP软件在存储器中维持一个计数器，每产生一个数据报，计数器就加 1，并将此值赋给标识字段。

但这个“标识”并不是序号，因为 IP是无连接的服务，数据报不存在按序接收的问题。

当数据报由于长度超过网络的 MTU 而必须分片时，这个标识字段的值就被复制到所有的数据报的标识字段中。

相同的标识字段的值使分片后的各数据报片最后能正确地重装成为原来的数据报。

附加：IP数据报在各个物理网络中需要重新封装：与路由器连接的各个网络的MTU可能不同：当数据报超过网络的MTU进行分片后，路由器可以为每个分片独立选路：7）标志：占三位，但目前只有两位有意义。

ipip隧道协议报文格式IPIP（Internet Protocol in IP）隧道协议是一种在IP 网络中封装另一种IP 协议的协议。

其主要作用是在不同网络环境中实现IP 协议的穿越，从而实现异构网络的互通。

本文将对IPIP 隧道协议的报文格式进行详细解析，以帮助读者更好地理解和使用该协议。

一、IPIP隧道协议概述IPIP 隧道协议是一种隧道协议，其主要功能是将原始IP 数据包封装在另一个IP 数据包中，使原始IP 数据包能够在不同网络环境中传输。

IPIP 隧道协议通常用于虚拟专用网络（VPN）和网络地址转换（NAT）等场景。

通过使用IPIP 隧道协议，可以在不同地域、不同运营商的网络之间实现IP 数据的传输，提高网络资源的利用率。

二、IPIP隧道协议报文格式解析IPIP 隧道协议报文分为两部分：报文头部和报文payload。

下面将分别对这两部分进行详细解析。

1.报文头部格式报文头部包含了版本号、协议类型、序列号、标记、数据包长度等字段，具体格式如下：```+----+----+----+----+----+----+| 版本号| 协议类型| 序列号| 标记|+----+----+----+----+----+----+```各字段含义如下：- 版本号：表示IPIP 协议的版本，目前仅支持版本4。

- 协议类型：表示原始IP 协议的类型，如TCP、UDP 等。

- 序列号：用于保证报文的顺序，序列号相同的报文表示是连续的。

- 标记：用于标识报文是否需要加密和压缩。

- 数据包长度：表示整个IPIP 报文的长度，包括头部和payload。

2.报文payload 格式报文payload 部分包含了原始IP 头部和原始IP 数据payload，具体格式如下：```+----+----+----+----+| 原始IP 头部|+----+----+----+----+|| 原始IP 数据payload|+----+----+----+----+```原始IP 头部和原始IP 数据payload 保持了原始IP 数据包的结构，以便在目的端解封装后能够正常处理。

2.2 TCP/IP报文格式1、IP报文格式IP协议是TCP/IP协议族中最为核心的协议。

它提供不可靠、无连接的服务，也即依赖其他层的协议进行差错控制。

在局域网环境，IP协议往往被封装在以太网帧（见本章1.3节）中传送。

而所有的TCP、UDP、ICMP、IGMP数据都被封装在IP数据报中传送。

如图2-3所示：图2-3 TCP/IP报文封装图2-4是IP头部（报头）格式：（RFC 791）。

图2-4 IP头部格式其中：●版本（Version）字段：占4比特。

用来表明IP协议实现的版本号，当前一般为IPv4，即0100。

●报头长度（Internet Header Length，IHL）字段：占4比特。

是头部占32比特的数字，包括可选项。

普通IP数据报（没有任何选项），该字段的值是5，即160比特=20字节。

此字段最大值为60字节。

●服务类型（Type of Service ，TOS）字段：占8比特。

其中前3比特为优先权子字段（Precedence，现已被忽略）。

第8比特保留未用。

第4至第7比特分别代表延迟、吞吐量、可靠性和花费。

当它们取值为1时分别代表要求最小时延、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用。

这4比特的服务类型中只能置其中1比特为1。

可以全为0，若全为0则表示一般服务。

服务类型字段声明了数据报被网络系统传输时可以被怎样处理。

例如：TELNET协议可能要求有最小的延迟，FTP协议（数据）可能要求有最大吞吐量，SNMP协议可能要求有最高可靠性，NNTP（Network News Transfer Protocol，网络新闻传输协议）可能要求最小费用，而ICMP协议可能无特殊要求（4比特全为0）。

实际上，大部分主机会忽略这个字段，但一些动态路由协议如OSPF（Open Shortest Path First Protocol）、IS-IS（Intermediate System to Intermediate System Protocol）可以根据这些字段的值进行路由决策。

从报文格式角度出发比较ipv 4和ipv 6数据报格式IPv4和IPv6报文详细对比
下面对两者的报文做一个充分、详尽的对比：
IPv4中的主要字段都已经被IPv6继承了，而删去的字段都以可选扩展头部的形式出现在IPv6报文里。

TOS和Traffic Class
两者功能几乎一致，标识对应的通信流类别，或者说是优先级别。

Total Length和Payload Length
这两者是有区别的：IPv4中的Total Length包括了头部和数据：
而IPv6中的Payload Length只是包括了除去默认头部之外的字段长度：
MTU：MTU的不同
Protocol和Next Header
IPv4的协议字段规定了数据报应该交由哪种协议来处理，类似的，IPv6中的Next Header字段可选择性的指向下一个扩展头部，或者协议：
TTL和Hop Limit
最初的IPv4的TTL协议规定的是分段传输的最大时间，但实际上，所有的操作都用跳数来取代了时间，鉴于此，IPv6直白的使用Hop Limit来限定传输时间。

当然两者功能相同，都有效的组织了数据分段在网络停留太久时间陷入无限循环。

头部校检和：IPv6放弃了IPv4中的CheckSum字段，因为TCP和UDP报文中都已经有16位的checksum字段。

以上就是IPv4和IPv6报文格式的详细对比。