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计算机网络之网络层- IPv4协议

时间:2023-02-09 12:35:46浏览次数:54  
标签:封装 字节 IP IP地址 网络层 计算机网络 IPv4 分片 数据


IPv4协议:Internet网络层最核心的协议。定义了如何封装上层协议( 如UDP、 TCP) 的报文段;定义了Internet网络层寻址( IP地址) 以及如何转发IP数据报等内容。

1. IP数据报格式

计算机网络之网络层- IPv4协议_计算机网络

1. 版本号:4位,IP的版本号。

2. 首部长度:4位,IP数据报的首部长度: 20B - 60B。

3. 区分服务:8位,在旧标准种称为服务类型(Type Of Service,TOS)字段, 用来指示期望获得哪种类型的服务。

4. 数据长度:16位,IP数据报的总字节数。

5. 标识:16位,

6. 标志:3位,其结构如图:

计算机网络之网络层- IPv4协议_IP_02

7. 片偏移量:以8B为单位,表示一个IP数据报分片与原IP数据报的数据的相对当该字段值为0时, 且MF=1, 则表示这是一个IP分片, 且是第一个分片。

8. 生存时间:8位,Time-To-Live ,TTL。 表示IP数据报在网络中可以通过的路由器数(或跳步数)。

9. 上层协议:8位,

10. 首部校验和:16位,利用校验和实现对IP数据报首部的差错检测。

11. 源IP地址:32位, 发出IP数据报的源主机的IP地址。

12. 目的IP地址:32位,IP数据报的需要送达的主机的IP地址。

13. 选项:长度可变。

14. 数据:存放IP数据报所封装的传输层报文段。

2. IP数据报分片

1. 最大传输单元(Maximum Transmission Unit,MTU): 数据链路层帧能承载的最大数据量。因为在网络层数据报分组再分片之后要传输给数据链路层,所以必须要考虑最大传输单元。

2. IP数据报分片的原则:尽可能少分片,一个最大分片可封装的数据字节数最好是8的倍数。

3. IP数据报分片的计算:

计算机网络之网络层- IPv4协议_计算机网络_03

分片例题:

通过PingPlotter工具发送一个总长度为3400字节的IP数据报, 通过MTU=1500字节的链路转发。 试求以下内容:

计算机网络之网络层- IPv4协议_IP_04

第一步:每个分片最多可以封装多少字节的数据。

因为MTU=1500字节,对于一个分片来说包括两部分内容: 首部 + 数据,那么, 一个分片可以封装的数据字节数: 1500 - 20=1480字节。

第二步: 分片数。

一个分片可以封装的数据字节数: 1500 - 20 = 1480字节。

IP数据报的总长度: 3400字节。

IP数据报的数据长度: 3400 - 20 = 3380字节。

分片数: 3380 ÷ 1480 = 2.28( 2片封装不完, 所以需要3片)。

计算机网络之网络层- IPv4协议_封装_05



第三步: 标志位。

MF: 更多分片。

第四步: 片偏移量( 单位为8字节)。

计算机网络之网络层- IPv4协议_计算机网络_06

标签:封装,字节,IP,IP地址,网络层,计算机网络,IPv4,分片,数据
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