IP协议格式
一、IP协议
IP协议是TCP/IP协议族所依赖的传送机制，提供无连接不可靠的数据报服务。IP的无连接特性意味着每个IP报文都是独立寻径的，因此当一个源主机发送多个报文给同一目的主机时，这些报文可能出现错序，丢失或者部分报文产生错误等现象，因此为了保证数据传送的可靠性，必须在IP层之上通过TCP协议提供有序，带确认数据的传输服务。
1.IP协议格式
IP报文由报文头部和数据两部分构成，其中头部信息格式如下图所示，头部占20-60个字节，无选项option时，头部为20字节，最多可以携带40字节选项，报文最大长度为65535字节。
（1）版本（version） 4比特，定义了当前IP协议的版本，目前通常是数字4，即IPV4
（2）头部长度（ihl） 4比特，按4字节单位定义IP报文的头部总长度，因此未携带任何选项的IP报文头部长度为20字节，则ihl值为5（5*4=20）,当选项长度达到最大值40字节时，ihl长度为15 （15*4=60）。
（3）服务类型（tos） 8比特，用于指示路由器将如何处理IP报文
（4）总长度（tot_len）16比特，报文头部加数据的总长度，IP报文携带的上层数据长度为：数据长度=总长度-头部长度=总长度-（ihl*4）。之所以需要总长度这个字段，是因为在某些情况下底层协议为了满足最小帧长的限制，会添加填充数据，例如以太协议要求每个数据帧最小必须为46字节，当来自上层的IP报文总长度小于46字节时，将添加填充数据以满足最小帧长，于是必须通过总长度这个字段来记录实际IP层报文的总长度，参考如图所示：
（5）报文标识（id） 16比特，用于标识多个IP分段所对应的原始IP分组的ID。
（6）分段标识（frag）3比特，用于声明一个IP报文是否是某个原始报文的分段，或者声明是否允许一个IP原始报文被分段。
（7）分段偏移（offset） 13比特，标识一个IP分段的数据在原始IP报文中的偏移值，注意该值，必须是8的整数倍。
（8）生存时间（ttl） 8比特， 一个IP报文在网上所允许的最大生存时间，该值实际为最大跳数，当源主机产生一个IP报文后，该字段将填写一个初始值，随后该报文每经过一个路由器则路由器将对该字段值进行减一操作，当该字段值变成0后，路由器将丢弃此报文。
（9）协议（protocol） 8比特，用于标识IP报文承载的上层数据的协议类型，例如可以是TCP，UDP,ICMP和IGMP等。
（10）头部校验和（check） 16比特，IP头部数据的检验和。
（11）源地址（saddr） 32比特，报文的源IP地址。
（12）目的地址（daddr）32比特，报文的目的IP地址。
（13）选项（option） 变长且最大不超过40字节。
c语言定义结构：
1 struct ip {
2 #if BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN
3 u_char ip_hl:4, /* header length */
4 ip_v:4; /* version */
5 #endif
6 #if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN
7 u_char ip_v:4, /* version */
8 ip_hl:4; /* header length */
9 #endif
10 u_char ip_tos; /* type of service */
11 short ip_len; /* total length */
12 u_short ip_id; /* identification */
13 short ip_off; /* fragment offset field */
14 #define IP_DF 0x4000 /* dont fragment flag */
15 #define IP_MF 0x2000 /* more fragments flag */
16 u_char ip_ttl; /* time to live */
17 u_char ip_p; /* protocol */
18 u_short ip_sum; /* checksum */
19 struct in_addr ip_src,ip_dst; /* source and dest address */
20 }; 1 struct iphdr {
2 #if defined(__LITTLE_ENDIAN_BITFIELD)
3 __u8 ihl:4,
4 version:4;
5 #elif defined (__BIG_ENDIAN_BITFIELD)
6 __u8 version:4,
7 ihl:4;
8 #else
9 #error "Please fix <asm/byteorder.h>"
10 #endif
11 __u8 tos;
12 __u16 tot_len;
13 __u16 id;
14 __u16 frag_off;
15 __u8 ttl;
16 __u8 protocol;
17 __u16 check;
18 __u32 saddr;
19 __u32 daddr;
20 /*The options start here. */
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