Internet协议（Internet Protocol）2
06-05-17
23:52:44, 分类: 业余 Internet协议（Internet Protocol）2
3. 说明
3.1. Internet包头格式
包头格式如下：
版本：4位
此域标明包头的格式。我们现在说明的是IP版本4。
IHL：4位
Internet包头长度是以32位为单位标记的包头长度，它指向数据的开始位置，这个域的最小合法值为5。
服务类型：8位
它是一些指示服务质量的参数，这些参数用于在特定网络指示所需要的服务。有些网络会提供优先级服务。选择的基本原则是以下三者的权衡：低延时，高可靠和高吞吐量。
0-2: 优先级
3: 0 = 通常延时 1 = 低延时
4: 0 = 通常吞吐量 1 = 高吞吐量
5: 0 = 通常可靠性 1 = 高可靠性
6-7: 保留
优先级的说明如下：
111 - Network Control
110 - Internetwork Control
101 - CRITIC/ECP
100 - Flash Override
011 - Flash
010 - Immediate
001 - Priority
000 - Routine
如果使用了延时（D），吞吐量（T）和可靠性（R）选项可以增加服务质量。这因各个网络不同而不同，没有通用性。除了非常特殊的情况外，最多设置两个参数就够了。服务类型是用来指示如何对待在网络中传送的数据报。网络控制优先级原来是用于一个网络中的，而实际中却应用于每个网络了。互联控制是用于网关控制的。如果只在一个网络中实现了这些参数，那个网络必须在自己的范围之内控制对它们的访问。
总长度：16位
总长度指的是数据报的长度，由字节计，包括数据和报头。允许数据报的大小为64K。这么大的数据报对大多数主机和网络来说是不适用的。但是，所有主机必须能够接收大于576字节的数据报，无论它们是一起来，还是分段来。如果知道对方主机能够接收大于576字节的数据报，最好在发送时不要发送小于576字节的数据报。选择576是因为576=512（数据）+64（报头）。报头最长不超过60字节，通常为20字节。
标识：16位
标记是发送用于帮助重组分段的包的。
标记：3位
0: 保留，必须为0
1: (DF) 0 = 可分段，1 = 不可分段
Bit 2: (MF) 0 = 最后一段，1 = 还有多段
0
1
2
0
D
F
M
F
段偏移：13位
此域指示这个段在应该在数据报中什么位置，它以64位为单位计算，首段的偏移为零。
生存期：8位
此域说明数据报在互联网系统生存的最大时间。如果此域的值为零，抛弃此数据报。在处理报头的同时也处理此域。时间以秒计，但每个处理单元都至少会对TTL减一，即使时间小于一秒。
协议：8位
此域指示用于数据报数据部分的下一层协议。
头校验码：16位
校验码只在头部，因此头域会在处理时改变，因此头会经常改变。这种校验方法比较容易计算，实验证明它也是适用的，但它可能在未来被CRC校验过程取代。
源地址和目的地址：32位，具体情况请看下文。
选项：长度不定
在数据报中可以有选项也可以没有，但IP模块中必须有处理选项的功能。有些情况下，安全选项是必须的。它的长度不定，可以没有也可以是多个。选项有两种格式：
1: 单独一个选项类型字节
2: 一个选项类型字节，一个选项长度字节和实际选项数据字节
选项长度是选项类型，长度本身和数据的长度。选项类型可被看作有3个域：
1位 复制标记
2位 选项类
5位 选项号
复制标记指这个选项要在分段是要存在于所有段中。
0 = 不复制
1 = 复制
选项类有：
0 = 控制
1 = 保留
2 = 调度和测量
3 = 保留
下面是具体选项：
CLASS
NUMBER
LENGTH
DESCRIPTION
0
0
-
选项表结束。只占一个字节，没有长度字节
0
1
-
无操作。只占一个字节，没有长度字节
0
2
11
安全，用于传送安全，Compartmentation，用户组（TCC）和DOD规则兼容的处理限制码
0
3
变长
松源地址路由，使用源地址提供的信息进行路由
0
9
变长
紧源地址路由，使用源地址提供的信息进行路由
0
7
变长
记录路由，用于跟踪数据报采用的路由
0
8
4
流ID，用于传送流标记
2
4
变长
Internet时间戳
特定选项定义
选项表结束
+--------+
|00000000|
+--------+
Type=0
此选项指示选项表的结束，它不一定和报头结束点一致，它用于指示选项表的结束而不是每个选项的结束，只有当选项表结束位置和报头结束位置不一致时使用。它可以被复制，引入或在分段时删除。
无操作
+--------+
|00000001|
+--------+
Type=1
此选项可被用于选项间，它可以被复制，引入或在分段时删除。
安全
此选项提供主机一种发送安全，compartmentation，处理限制和TCC参数的方法。此选项的格式如下：
类型=130 长度=11
安全（S域）：16位
安全共分16级，8级保留。
00000000 00000000 - 未分类的
11110001 00110101 - 机密
01111000 10011010 - EFTO
10111100 01001101 - MMMM
01011110 00100110 - PROG
10101111 00010011 - 限制的
11010111 10001000 - 秘密
01101011 11000101 - 绝对机密
00110101 11100010 - 保留
10011010 11110001 - 保留
01001101 01111000 - 保留
00100100 10111101 - 保留
00010011 01011110 - 保留
10001001 10101111 - 保留
11000100 11010110 - 保留
11100010 01101011 - 保留
Compartments（C域）：16位
全0代表传送的信息是非compartment的。
处理限制（H域）：16位
控制值和版本标记是由字母和数字组成的，具体说明请参阅其它资料。
传输控制码（TCC域）：24位
提供控制流量的方法。TCC的值为三字母词，在HQ DCA Code 530中有说明。在分段时必须复制它。
松源地址和记录路由
+--------+--------+--------+---------//--------+
|10000011| length | pointer| route data |
+--------+--------+--------+---------//--------+
Type=131
松源地址和记录路由（LSRR）可以由源地址提供路由信息，并记录路由信息。这个选项以选项类型码开始。第二位是选项长度，第三位是一个指针，指向路由数据中下一个要被处理的源地址，它的最小值为4。路由数据是由一系列地址组成的，每个地址是32位。如果指针大于长度，源路由为空（记录的路由满），路由要根据目的地址域进行。
如果目的地址已经达到，而指针未大于长度，源路由中的下一地址代替目的地址域中的地址，同时记录的路由地址代替则使用过的源地址，将指针加4。这一以记录的路由替换源路由的过程意味着选项（和IP头一起作为一个整体）数据报在网络中经过处理后保持一个固定长度。它称之为松源地址路由是因为网关或主机IP在达到路由的下一个地址时可以使用多个中间网关。它在分段时必须复制。
紧源地址和记录路由
+--------+--------+--------+---------//--------+
|10001001| length | pointer| route data |
+--------+--------+--------+---------//--------+
Type=137
紧源地址和记录路由（SSRR）选项可以由源地址提供路由信息，并记录路由信息。这个选项以选项类型码开始。第二位是选项长度，第三位是一个指针，指向路由数据中下一个要被处理的源地址，它的最小值为4。路由数据是由一系列地址组成的，每个地址是32位。如果指针大于长度，源路由为空（记录的路由满），路由要根据目的地址域进行。
如果目的地址已经达到，而指针未大于长度，源路由中的下一地址代替目的地址域中的地址，同时记录的路由地址代替则使用过的源地址，将指针加4。这一以记录的路由替换源路由的过程意味着选项（和IP头一起作为一个整体）数据报在网络中经过处理后保持一个固定长度。它称之为紧源地址路由是因为网关或主机IP在达到路由的下一个地址时不可以使用中间网关。它在分段时必须复制。
记录路由
+--------+--------+--------+---------//--------+
|00000111| length | pointer| route data |
+--------+--------+--------+---------//--------+
Type=7
此选项提供了记录数据报路由的方法。这个选项以选项类型码开始。第二位是选项长度，第三位是一个指针，指向路由数据中下一个要被处理的源地址，它的最小值为4。记录的路由是由一系列IP地址构成的，每个IP地址是32位。如果指针大于长度，记录路由数据域已满。源主机必须为这一选项分配足够大的空间。空间分定后不会因为加入地址而增加。初始内容必须为0。
当IP模块处理数据报时，它检查是否有记录路由选项，如果有，它将自己的IP地址放入记录路由地址空间，指针值加4。如果地址空间已满，模块不会把自己的IP地址加入了；如果空间未满，可是不够整个地址加入，模块会认为源数据报出错并抛弃它。上面两种情况下，ICMP参数信息消息会发送到源主机。在分段时不复制，而仅仅存在于第一个段。
流标记
10001000
00000010
流ID
类型=136 长度=4
此选项提供一种在不支持流的网络中传送16位SATNET流标记的方法。分段时必须复制。
Internet时间戳
01000100
长度
指针
oflw标记
IP地址
时间戳
......
类型=68
选项长度是在选项内的类型，长度，指针和溢出/标记字节的大小。指针是从选项开始到时间戳结束的字节数加一。最小值为5。当指针大于长度时时间戳域满。溢出（oflw）（大小为4位）是IP模块号，这个模块因缺省空间而不能注册时间戳。它的值分别为：
0 -- 仅有时间戳，保存于连续的32位字中；
1 -- 每个时间戳前都有注册单元的IP地址；
3 -- IP地址域是预先指定的，如果IP模块的地址和下一个指定的IP地址一致，则注册自己的时间戳。
时间戳是从UT午夜时间开始以毫秒计算的，如果时间不以毫秒计算，或不能提供以UT午夜为基准，那用什么时间倒都可以，只要时间戳的最高位设置为1，表示这不是一个标准值就行了。源主机必须为这一选项分配足够大的空间。空间分定后不会因为加入地址而增加。初值必须为零或IP地址/零这样的偶对。如果空间已满，模块在传送数据报时不加入时间戳，但溢出计数仍然加一。
如果剩余的空间不能使完全的时间戳加入，或溢出计数溢出，源数据报出错并被抛弃。ICMP参数信息消息会发送到源主机。此选项在分段时不复制，仅在第一段出现。
填充：变长
报头域填充用于保证报头是32位的倍数。填充值为0。
3.1. Internet包头格式
包头格式如下：
版本：4位
此域标明包头的格式。我们现在说明的是IP版本4。
IHL：4位
Internet包头长度是以32位为单位标记的包头长度，它指向数据的开始位置，这个域的最小合法值为5。
服务类型：8位
它是一些指示服务质量的参数，这些参数用于在特定网络指示所需要的服务。有些网络会提供优先级服务。选择的基本原则是以下三者的权衡：低延时，高可靠和高吞吐量。
0-2: 优先级
3: 0 = 通常延时 1 = 低延时
4: 0 = 通常吞吐量 1 = 高吞吐量
5: 0 = 通常可靠性 1 = 高可靠性
6-7: 保留
优先级的说明如下：
111 - Network Control
110 - Internetwork Control
101 - CRITIC/ECP
100 - Flash Override
011 - Flash
010 - Immediate
001 - Priority
000 - Routine
如果使用了延时（D），吞吐量（T）和可靠性（R）选项可以增加服务质量。这因各个网络不同而不同，没有通用性。除了非常特殊的情况外，最多设置两个参数就够了。服务类型是用来指示如何对待在网络中传送的数据报。网络控制优先级原来是用于一个网络中的，而实际中却应用于每个网络了。互联控制是用于网关控制的。如果只在一个网络中实现了这些参数，那个网络必须在自己的范围之内控制对它们的访问。
总长度：16位
总长度指的是数据报的长度，由字节计，包括数据和报头。允许数据报的大小为64K。这么大的数据报对大多数主机和网络来说是不适用的。但是，所有主机必须能够接收大于576字节的数据报，无论它们是一起来，还是分段来。如果知道对方主机能够接收大于576字节的数据报，最好在发送时不要发送小于576字节的数据报。选择576是因为576=512（数据）+64（报头）。报头最长不超过60字节，通常为20字节。
标识：16位
标记是发送用于帮助重组分段的包的。
标记：3位
0: 保留，必须为0
1: (DF) 0 = 可分段，1 = 不可分段
Bit 2: (MF) 0 = 最后一段，1 = 还有多段
0
1
2
0
D
F
M
F
段偏移：13位
此域指示这个段在应该在数据报中什么位置，它以64位为单位计算，首段的偏移为零。
生存期：8位
此域说明数据报在互联网系统生存的最大时间。如果此域的值为零，抛弃此数据报。在处理报头的同时也处理此域。时间以秒计，但每个处理单元都至少会对TTL减一，即使时间小于一秒。
协议：8位
此域指示用于数据报数据部分的下一层协议。
头校验码：16位
校验码只在头部，因此头域会在处理时改变，因此头会经常改变。这种校验方法比较容易计算，实验证明它也是适用的，但它可能在未来被CRC校验过程取代。
源地址和目的地址：32位，具体情况请看下文。
选项：长度不定
在数据报中可以有选项也可以没有，但IP模块中必须有处理选项的功能。有些情况下，安全选项是必须的。它的长度不定，可以没有也可以是多个。选项有两种格式：
1: 单独一个选项类型字节
2: 一个选项类型字节，一个选项长度字节和实际选项数据字节
选项长度是选项类型，长度本身和数据的长度。选项类型可被看作有3个域：
1位 复制标记
2位 选项类
5位 选项号
复制标记指这个选项要在分段是要存在于所有段中。
0 = 不复制
1 = 复制
选项类有：
0 = 控制
1 = 保留
2 = 调度和测量
3 = 保留
下面是具体选项：
CLASS
NUMBER
LENGTH
DESCRIPTION
0
0
-
选项表结束。只占一个字节，没有长度字节
0
1
-
无操作。只占一个字节，没有长度字节
0
2
11
安全，用于传送安全，Compartmentation，用户组（TCC）和DOD规则兼容的处理限制码
0
3
变长
松源地址路由，使用源地址提供的信息进行路由
0
9
变长
紧源地址路由，使用源地址提供的信息进行路由
0
7
变长
记录路由，用于跟踪数据报采用的路由
0
8
4
流ID，用于传送流标记
2
4
变长
Internet时间戳
特定选项定义
选项表结束
+--------+
|00000000|
+--------+
Type=0
此选项指示选项表的结束，它不一定和报头结束点一致，它用于指示选项表的结束而不是每个选项的结束，只有当选项表结束位置和报头结束位置不一致时使用。它可以被复制，引入或在分段时删除。
无操作
+--------+
|00000001|
+--------+
Type=1
此选项可被用于选项间，它可以被复制，引入或在分段时删除。
安全
此选项提供主机一种发送安全，compartmentation，处理限制和TCC参数的方法。此选项的格式如下：
类型=130 长度=11
安全（S域）：16位
安全共分16级，8级保留。
00000000 00000000 - 未分类的
11110001 00110101 - 机密
01111000 10011010 - EFTO
10111100 01001101 - MMMM
01011110 00100110 - PROG
10101111 00010011 - 限制的
11010111 10001000 - 秘密
01101011 11000101 - 绝对机密
00110101 11100010 - 保留
10011010 11110001 - 保留
01001101 01111000 - 保留
00100100 10111101 - 保留
00010011 01011110 - 保留
10001001 10101111 - 保留
11000100 11010110 - 保留
11100010 01101011 - 保留
Compartments（C域）：16位
全0代表传送的信息是非compartment的。
处理限制（H域）：16位
控制值和版本标记是由字母和数字组成的，具体说明请参阅其它资料。
传输控制码（TCC域）：24位
提供控制流量的方法。TCC的值为三字母词，在HQ DCA Code 530中有说明。在分段时必须复制它。
松源地址和记录路由
+--------+--------+--------+---------//--------+
|10000011| length | pointer| route data |
+--------+--------+--------+---------//--------+
Type=131
松源地址和记录路由（LSRR）可以由源地址提供路由信息，并记录路由信息。这个选项以选项类型码开始。第二位是选项长度，第三位是一个指针，指向路由数据中下一个要被处理的源地址，它的最小值为4。路由数据是由一系列地址组成的，每个地址是32位。如果指针大于长度，源路由为空（记录的路由满），路由要根据目的地址域进行。
如果目的地址已经达到，而指针未大于长度，源路由中的下一地址代替目的地址域中的地址，同时记录的路由地址代替则使用过的源地址，将指针加4。这一以记录的路由替换源路由的过程意味着选项（和IP头一起作为一个整体）数据报在网络中经过处理后保持一个固定长度。它称之为松源地址路由是因为网关或主机IP在达到路由的下一个地址时可以使用多个中间网关。它在分段时必须复制。
紧源地址和记录路由
+--------+--------+--------+---------//--------+
|10001001| length | pointer| route data |
+--------+--------+--------+---------//--------+
Type=137
紧源地址和记录路由（SSRR）选项可以由源地址提供路由信息，并记录路由信息。这个选项以选项类型码开始。第二位是选项长度，第三位是一个指针，指向路由数据中下一个要被处理的源地址，它的最小值为4。路由数据是由一系列地址组成的，每个地址是32位。如果指针大于长度，源路由为空（记录的路由满），路由要根据目的地址域进行。
如果目的地址已经达到，而指针未大于长度，源路由中的下一地址代替目的地址域中的地址，同时记录的路由地址代替则使用过的源地址，将指针加4。这一以记录的路由替换源路由的过程意味着选项（和IP头一起作为一个整体）数据报在网络中经过处理后保持一个固定长度。它称之为紧源地址路由是因为网关或主机IP在达到路由的下一个地址时不可以使用中间网关。它在分段时必须复制。
记录路由
+--------+--------+--------+---------//--------+
|00000111| length | pointer| route data |
+--------+--------+--------+---------//--------+
Type=7
此选项提供了记录数据报路由的方法。这个选项以选项类型码开始。第二位是选项长度，第三位是一个指针，指向路由数据中下一个要被处理的源地址，它的最小值为4。记录的路由是由一系列IP地址构成的，每个IP地址是32位。如果指针大于长度，记录路由数据域已满。源主机必须为这一选项分配足够大的空间。空间分定后不会因为加入地址而增加。初始内容必须为0。
当IP模块处理数据报时，它检查是否有记录路由选项，如果有，它将自己的IP地址放入记录路由地址空间，指针值加4。如果地址空间已满，模块不会把自己的IP地址加入了；如果空间未满，可是不够整个地址加入，模块会认为源数据报出错并抛弃它。上面两种情况下，ICMP参数信息消息会发送到源主机。在分段时不复制，而仅仅存在于第一个段。
流标记
10001000
00000010
流ID
类型=136 长度=4
此选项提供一种在不支持流的网络中传送16位SATNET流标记的方法。分段时必须复制。
Internet时间戳
01000100
长度
指针
oflw标记
IP地址
时间戳
......
类型=68
选项长度是在选项内的类型，长度，指针和溢出/标记字节的大小。指针是从选项开始到时间戳结束的字节数加一。最小值为5。当指针大于长度时时间戳域满。溢出（oflw）（大小为4位）是IP模块号，这个模块因缺省空间而不能注册时间戳。它的值分别为：
0 -- 仅有时间戳，保存于连续的32位字中；
1 -- 每个时间戳前都有注册单元的IP地址；
3 -- IP地址域是预先指定的，如果IP模块的地址和下一个指定的IP地址一致，则注册自己的时间戳。
时间戳是从UT午夜时间开始以毫秒计算的，如果时间不以毫秒计算，或不能提供以UT午夜为基准，那用什么时间倒都可以，只要时间戳的最高位设置为1，表示这不是一个标准值就行了。源主机必须为这一选项分配足够大的空间。空间分定后不会因为加入地址而增加。初值必须为零或IP地址/零这样的偶对。如果空间已满，模块在传送数据报时不加入时间戳，但溢出计数仍然加一。
如果剩余的空间不能使完全的时间戳加入，或溢出计数溢出，源数据报出错并被抛弃。ICMP参数信息消息会发送到源主机。此选项在分段时不复制，仅在第一段出现。
填充：变长
报头域填充用于保证报头是32位的倍数。填充值为0。
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