网络基础-IP协议
文章目录
- 前言
- 一、IP报文
- 二、IP报文分片重组
- IP分片
- IP分片示例
- MTU
- ping 命令可以验证MTU大小
- Windows系统：
- Linux系统:
前言
基础不牢，地动山摇，本节我们详细介绍IP协议的内容。
一、IP报文
第一行：
4位版本号指定IP协议的版本，有IPv4，SIP，PIP。
4位头部长度是指该IP头部有多少个4字节，因为4位能表示的最大数是15，所以IP头部最长60字节。
8位服务类型，说明了IP数据包的服务需求，包括：最小延时、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用。比如ssh和telent这样的登录程序需要的是最小延时服务，文件传输ftp需要最大吞吐量服务。
16为总长度指IP总长度。 MTU（帧的最大传输单元）绝对了1500字节内。
第二行：
16位标识能唯一标识主机发送的每一个数据报，初值随机，每发送一个，其值就加一，用于分片和重组。同一个数据报的所有分片具有相同的标识值。
3位标志字段，第一位保留，第二位可以设置禁止分片DF，第三位标识数据报的更多分片MF。
DF为1：不能分片 MF为1：中间分片
13位分片偏移是指相对于原数据报的偏移。
第三行：
8位生存时间TTL是数据报到达目的地之前允许经过的路由器跳数。
8位协议用来区分上层协议： 1是ICMP 6是TCP 17是UDP
16位头部校验和由发送端填充，接收端用来检查头部是否损坏。
第四行：
32位源端IP地址和目的端IP地址，传输过程中保持不变。
选项字段： 记录路由（记录途径的路由器）、时间戳（测量途径路由器之前数据报传输的时间）松散源路由选择和严格源路由选择（必须经过这些和仅能通过这些）
二、IP报文分片重组
IP分片
IP分片原因：链路层具有最大传输单元MTU这个特性，它限制了数据帧的最大长度，不同的网络类型都有一个上限值。以太网的MTU是1500，你可以用 netstat -i 命令查看这个值。如果IP层有数据包要传，而且数据包的长度超过了MTU，那么IP层就要对数据包进行分片（fragmentation）操作，使每一片的长度都小于或等于MTU。我们假设要传输一个UDP数据包，以太网的MTU为1500字节，一般IP首部为20字节，UDP首部为8字节，数据的净荷（payload）部分预留是1500-20-8=1472字节。如果数据部分大于1472字节，就会出现分片现象。
# 查看MTU
[root@test-90 data]# netstat -i
Kernel Interface table
Iface MTU RX-OK RX-ERR RX-DRP RX-OVR TX-OK TX-ERR TX-DRP TX-OVR Flg
ens33 1500 77622 0 0 0 30128 0 0 0 BMRU
lo 65536 0 0 0 0 0 0 0 0 LRUIP分片示例
MTU
Maximum Transmission Unit，最大传输单元，指的是数据链路层的最大payload，由硬件网卡设置MTU，是一个硬性限制留给网络层的数据长度（以太网的有效载荷：Payload）
ping 命令可以验证MTU大小
Windows系统：
ping -f -l 1000 www.baidu.com
-f 设置DF标志位为1
-l 指定负载中的数据长度
如图：设置负载2000超过了MTU1500，同时设置DF为1，则提示报错。
Linux系统:
ping -M do/want/dont -s 1000 www.baidu.com
-M 选项通常和 -s 选项结合测试 IP 包的分片情况，do: 禁止分片，即使包被丢弃；want：当包过大时本地分片，dont：不设置分片标志位 DF
