IPV4数据包结构

IPV4数据包结构：

每一行32个bit，一个字节8bit，也就是4个字节，IPV4的Header（包头）默认大小为20个字节（默认上面五行）

第一行：

1.version，IP协议版本号，代表IPV4,大小为4个bit

2.IHL，代表IP包头的大小，大小为4个bit（其中一个bit代表32bit），IHL最小值为4最大值为15，所以IPV4大小在20个字节与60个字节之间

3.Type of Service，服务类型（Tos），对流量进行标记用于做QS（服务质量，用作网络优化，重要流量优先传递），大小为8个bit，利用DSCP（区分服务）方法标记前6位bit（64种不同的服务类别），后2个bit用于ECN（显示拥塞通道）

4.Total Length，描述的是一个完整IPV4数据包的大小（总长度），很多时候描述的是没有被分段切割的数据，大小为16位bit，IP 包最大长度 65535 字节（16位长的二进制最大表示：2的16次方-1）

第二行：

1.Identification，标识符，在三层对流量进行标记，针对同一个流量包被分成很多片其每一片的标记符一样，占16bit。该字段和 Flags 和Fragment Offest字段联合使用，对大的上层数据包进行分段（fragment）操作。

2.Flage，标记位，作用于后面方便数据重排序重组。第一个bit为（R保留位不使用）；第二个bit（DF，Don’t Fragment不分片位），DF位设为 1 时表明路由器不能对该上层数据包分段，如果一个上层数据包无法在不分段的情况下进行转发，则路由器会丢弃该上层数据包并返回一个错误信息；第三个bit（MF，More Fragment更多分片位），当路由器对一个上层数据包分段，除了最后一个分段的MF 为 0 外，其它所有分段的 MF 位均为 1，直到接受到 MF 位为0 的分段说明数据结束，占3bit。

3.Fragment Offset，分片偏移，指的时该分片距离没分片完整数据包头部的偏移值（比如第一个分片的偏移值就是0，第二个分片的偏移值则为第一个分片的大小），占13bit，该字段对包含分段的上层数据包的 IP 包赋予序号。由于 IP 包在网络上传送的时候不一定能按顺序到达，这个字段保证了目标路由器在接受到 IP 包之后能够还原分段的上层数据包。到某 个包含分段的上层数据包的 IP 包在传送是丢失，则整个一系列包含分段的上层 数据包的 IP 包都会被要求重传。因此，容易发生故障的数据链路会造成时延不成比例。另外，如果由于网络拥塞造成分段丢失，那么重传整段分组会进一步加重网络拥塞。

第三行：

1.Time To Live，生存时间（默认为255s），占8个bit，当 IP 包进行传送时，先会对该字段赋予某个特定的值，该值不以s为单位。当 IP 包经过每一个沿途的路由器的时候，每个沿途的路由器会将 IP 包的 TTL 值减少 1。如果 TTL 减少为 0，则该 IP 包会被丢弃。这个字段可以防止由于故障而导致 IP 包在网络中不停被转发。 TTL 常用的值是 15 和 32，但是建议缺省值是 64.

2.Protocol，协议号（0_{255，可用1}255），用作描述上层是用什么协议（例如TCP=6，UDP=17，OSPF=89，ICMP=1，EIGRP=88），占8个bit

3.Header Checksum，包头校验和，用于计算IP包头的完整性，占16个bit，由于 IP 包头是变长的，所以提供一个头部校验来保证 IP 包头中信息的正确性。如果数据包没有发送错误，那么结果应该16 位全部为1，由于每一台路由器都会降低 TTL 的值，所以每台路由器都必须重新计算校验和。

第四行：

Source Address，源地址，占32个bit

第五行：

Destination Address，目的地址，占32个bit**

第六行：

大小要不为0，要不为32bit，要不为32bit的倍数

1.Options，可选字段（长度可变），该字段由起源设备根据需要改写可选项目有：松散源路由，严格源路由，路由记录，时间戳

（1）松散源路由（Loose source routing）：给出一连串路由器接口的 IP 地址。 IP 包必须沿着这些 IP 地址传送，但是允许在相继的两个 IP 地址之间跳过多个 路由器。
（2）严格源路由（Strict source routing）：给出一连串路由器接口的 IP 地 址。IP 包必须沿着这些 IP 地址传送，如果下一跳不在 IP 地址表中则表示发生错误。
（3）路由记录（Record route）：当 IP 包离开每个路由器的时候记录路由器的出站接口的 IP 地址。
（4）时间戳（Timestamps）：当 IP 包离开每个路由器的时候记录时间。

2.Padding，填充项，通过在可选字段后面添加0来补足32位，这样保证报头长度是32位的倍数。