前言

众所周知一般经过封装好的数据包如下：

而我们今天要了解的就是数据包中的IP包头结构，如果说高层数据是老板，TCP/UDP头是秘书，而帧头（MAC子层）帧尾（FCS）是汽车，那IP包头就是老司机了，数据要往哪走，全看IP包头怎么说。所以别看IP包头只是小小的一个头部信息，最大也只有60字节，但是它的构造却一点也不简单，不信继续往下瞧：

一、一张图了解IP数据包头

IP包头固定部分大小共20字节；选项字段长度可变一般为32bit的整数倍，最小无，最大为40字节，当有可选项字段且不足32bit时，余下部分用无用数据来填充；所以一个完整的IP包头最小为20字节，最大为60字节。

二、各部分作用具体分析

版本号（4bit）：

告知IP地址是ipv4地址还是ipv6地址

首部长度（4bit）：

告知这个数据包头的长度，由此推断出有无可选项

服务类型（8bit）：

按位被定义为 PPP DTRM0
PPP：定义包的优先级，取值越大数据越重要000 普通 (Routine)001 优先的 (Priority)010 立即的发送 (Immediate)011 闪电式的 (Flash)100 比闪电还闪电式的 (Flash Override)101 CRI/TIC/ECP(找不到这个词的翻译)110 网间控制 (Internetwork Control)111 网络控制 (Network Control)
D 时延: 0:普通 1:延迟尽量小
T 吞吐量: 0:普通 1:流量尽量大
R 可靠性: 0:普通 1:可靠性尽量大
M 传输成本: 0:普通 1:成本尽量小
0 最后一位被保留，恒定为0

总长度（16bit）：

告知IP数据报文的总长度（包括被分片数据在内），最大承载量为1500字节，超过将进行数据分片

片偏移量（13bit）：

决定IP分片数据的先后顺序，只能是0或1480的倍数，第一个分片数据发送时偏移量为0，第二个为1480，第三个为2960，以此类推。
目的端重组数据包时靠偏移量来按顺序组合分片数据

标志位（3bit）：

第一位bit未启用为0
第二位bit如果需要分片第二位为0，不需要分片第二位为1
第三位比特为1代表还有后续分片，为0代表为最后一个分片
共有三种情况：001（需要分片且还有后续分片）000（需要分片且当前为最后一个分片）010（不需要分片）

标识符（16bit）：

区分不同的IP数据包的分片数据，在目的端重组分片数据时能快速找到同一数据包的分片数据

生存时间TTL（8bit）：

范围为1-255；
单位为跳数，数据包每经过一台路由器即为一跳，TTL值减一；当TTL为0时，丢弃数据包。
作用是防止数据包在网络中永久的循环
Windows系统TTL一般为128，Linux系统TTL为1-128之间，通常为56,64。
注：跳点跟踪命令：tracert IP地址

协议（8bit）：

区分上层协议；6代表TCP协议，17代表UDP协议

首部校验和（16bit）：

校验三层IP包头是否有误

源IP地址（32bit）：

指发送数据包的主机地址

目标IP地址（32bit）：

指接收数据包的目标主机地址

选项字段（长度可变，0-40Byte）：

通常不会使用到，因为IP包头部分的长度单位为32bit，因此可选项字段的长度必须为32bit的整数倍，
当使用时且剩余部分不足32bit会自动填充无用数据来补足32bit。

总结

小小的IP数据包头，却内涵大大的乾坤；数据该往哪走，该怎么走，一切尽在IP包头中！

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