IPv4 数据报首部格式
软考中级网络工程师考试知识点总结2
各类数据帧格式及协议内容的总结1．HDLC 协议HDLC 协议的全称是高级链路控制协议（High Level Data Link Control），是一种在网上同步传输数据，面向比特的数据链路层协议，广泛用于公用数据网，支持全双工或半双工传输，使用后退N 帧 ARQ 流控方案。
HDLC 定义了 3 种类型的站（主站、从站、复合站），两种链路配置（不平衡配置、平衡配置），3种数据传输方式（NRM、ABM、ARM）。
HDLC 帧格式帧标志 F：HDLC 用一种特殊的位模式 01111110 作为标志以确定帧的边界，采用位填充技术来区分是标志字段还是数据字段，发送站的数据比特序列一旦发现 0 后有5 个1，则在第 7 位插入 0。
地址字段 A:地址字段用于标识从站的地址，用在点对多点的链路中，地址通常是 8 位长。
控制字段 C：帧编号 N(S),捎带的肯定应答序号 N(R),PF 位，P 询问、F 终止帧校验序列 FCS：含有除标志字段之外的所有其他字段的校验和。
通常使用 16 比特的 CRC-CCITT （G(x)=X16+X12+X5+1）标准产生校验序列，有时也采用 CRC-32 产生 32 位的校验序列。
2．X．25 的帧格式及协议（1）协议概述X.25 是 CCITT 公布的用于连接数据终端至分组交换数据网络的推荐标准，X.25 是一个面向连接的接口，采用虚电路传递数据分组至网络上的适当终点处。
在 X.25 的网络中，用户的计算机终端设备将与分组/拆装设备（PAD）连接，负责完成分割分组、寻址、重组装分组的工作，而不同的 X.25 网络之间则要发 收收 收使用 X.75 协议互联。
X.25 是一个基于分组交换技术构建的网络，分组交换本身是适于无连接业务的，要为用户提供面向连接的接口服务，则必须借助虚拟电路技术（VC ），虚电路服务具有两种形式，一种是交换虚电路 SVC ，一种是永久虚电路 PVC 。
IP数据报格式
IP数据报格式TCP/IP协议定义了一个在因特网上传输的包，称为IP 数据报(IP Datagram)。
这是一个与硬件无关的虚拟包, 由首部和数据两部分组成，其格式如图所示。
首部的前一部分是固定长度，共20字节，是所有IP数据报必须具有的。
在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的。
首部中的源地址和目的地址都是IP协议地址1、IP数据报首部的固定部分中的各字段(1)版本占4位，指IP协议的版本。
通信双方使用的IP 协议版本必须一致。
目前广泛使用的IP协议版本号为4（即IPv4）。
(2)首部长度占4位，可表示的最大十进制数值是15。
请注意，这个字段所表示数的单位是32位字长（1个32位字长是4字节），因此，当IP的首部长度为1111时（即十进制的15），首部长度就达到60字节。
当IP分组的首部长度不是4字节的整数倍时，必须利用最后的填充字段加以填充。
因此数据部分永远在4字节的整数倍开始，这样在实现IP 协议时较为方便。
首部长度限制为60 字节的缺点是有时可能不够用。
但这样做是希望用户尽量减少开销。
最常用的首部长度就是20字节（即首部长度为0101），这时不使用任何选项。
（＃我们一般看到的版本和首部长度两个字段是十六进制45，就是版本号version=4,headlength=5,也就是首部长度是60个字节）(3)区分服务占8位，用来获得更好的服务。
这个字段在旧标准中叫做服务类型，但实际上一直没有被使用过。
1998年IETF把这个字段改名为区分服务DS(Differentiated Services)。
只有在使用区分服务时，这个字段才起作用。
(4)总长度总长度指首部和数据之和的长度，单位为字节。
总长度字段为16位，因此数据报的最大长度为216-1=65535字节。
＃可以看这个以太网frame总长为336字节，而IP数据包Total length＝322，336－322＝14正好是Ethernet包头的长度，所以就可以看出这IP数据包总长度一值就是除去Ethernet头的剩余长度，也就是IP包头加数据的长度。
IPv4报文格式
IPv4报文格式路由 的 分 类01 01000100010101010101001001001000110…… IPv4报文格式IPv4报文格式路 由 的 分 类01目录Contents1 IPv4报文格式2 IPv4报文各字段含义3 IPv4报文应用方式版本（4）头长度（4）TOS （8）总长度（16）标识（16）标志（3）片偏移（13） TTL （8）协议（8）校验和（16）源IP 地址（32） 目的IP 地址（32） 选项（0 or 32 if any ）数据bit0bit31报头区 20-60 Bytes头长度（4）TOS （8）总长度（16）标识（16）标志（3）片偏移（13） TTL （8）协议（8）校验和（16）源IP 地址（32） 目的IP 地址（32） 选项（0 or 32 if any ）数据bit0bit31报头区 20-60 Bytes版本（4）版本（version ）1表示该数据报所使用的IP 协议版本号0100 IPv4 0110IPv6版本（4）TOS （8）总长度（16）标识（16）标志（3）片偏移（13） TTL （8）协议（8）校验和（16）源IP 地址（32） 目的IP 地址（32） 选项（0 or 32 if any ）数据bit0bit31报头区 20-60 Bytes头长度（4）头长度（IHL ）2指明“报头区”的长度 单位是32bits 如： 0111 7报头区长度为：7*32bits=224bits=28Bytes版本（4）头长度（4）总长度（16）标识（16）标志（3）片偏移（13） TTL （8）协议（8）校验和（16）源IP 地址（32） 目的IP 地址（32） 选项（0 or 32 if any ）数据bit0bit31报头区 20-60 Bytes服务类型（TOS ）3区分不同的服务种类，对传输速度及可靠性等方面加以控制TOS （8）优先级 可靠性吞吐量 延迟版本（4）头长度（4）TOS （8）标识（16）标志（3）片偏移（13） TTL （8）协议（8）校验和（16）源IP 地址（32） 目的IP 地址（32） 选项（0 or 32 if any ）数据bit0bit31报头区 20-60 Bytes总长度（Total Length ）4定义了报文总长，包含首部和数据，单位为字节。
以太网帧格式、IP报文格式、TCPUDP报文格式
以太⽹帧格式、IP报⽂格式、TCPUDP报⽂格式1、ISO开放系统有以下⼏层：7应⽤层6表⽰层5会话层4传输层3⽹络层2数据链路层1物理层2、TCP/IP ⽹络协议栈分为应⽤层（Application）、传输层（Transport）、⽹络层（Network）和链路层（Link）四层。
通信过程中，每层协议都要加上⼀个数据⾸部（header），称为封装（Encapsulation），如下图所⽰不同的协议层对数据包有不同的称谓，在传输层叫做段（segment），在⽹络层叫做数据报（datagram），在链路层叫做帧（frame）。
数据封装成帧后发到传输介质上，到达⽬的主机后每层协议再剥掉相应的⾸部，最后将应⽤层数据交给应⽤程序处理。
其实在链路层之下还有物理层，指的是电信号的传递⽅式，⽐如现在以太⽹通⽤的⽹线（双绞线）、早期以太⽹采⽤的的同轴电缆（现在主要⽤于有线电视）、光纤等都属于物理层的概念。
3、集线器（Hub）是⼯作在物理层的⽹络设备，⽤于双绞线的连接和信号中继（将已衰减的信号再次放⼤使之传得更远）。
交换机是⼯作在链路层的⽹络设备，可以在不同的链路层⽹络之间转发数据帧（⽐如⼗兆以太⽹和百兆以太⽹之间、以太⽹和令牌环⽹之间），由于不同链路层的帧格式不同，交换机要将进来的数据包拆掉链路层⾸部重新封装之后再转发。
路由器是⼯作在第三层的⽹络设备，同时兼有交换机的功能，可以在不同的链路层接⼝之间转发数据包，因此路由器需要将进来的数据包拆掉⽹络层和链路层两层⾸部并重新封装。
4、⽹络层的IP 协议是构成Internet 的基础。
IP 协议不保证传输的可靠性，数据包在传输过程中可能丢失，可靠性可以在上层协议或应⽤程序中提供⽀持。
传输层可选择TCP 或UDP 协议。
TCP 是⼀种⾯向连接的、可靠的协议，有点像打电话，双⽅拿起电话互通⾝份之后就建⽴了连接，然后说话就⾏了，这边说的话那边保证听得到，并且是按说话的顺序听到的，说完话挂机断开连接。
IPv4数据报格式及其语义
IPv4数据报格式及其语义⼀、IP数据报的格式如下图所⽰版本⾸部长度服务类型数据报长度16⽐特标识标志13⽐特⽚偏移寿命上层协议⾸部检验和32⽐特源IP地址32⽐特⽬的IP地址选项（如果有的话）数据IPv4数据报格式⼆、各部分语义1）版本（号）：4bit,规定了数据包的IP协议版本；通过查看版本号，路由器能够确定如何解释IP数据报的剩余部分2）⾸部长度：因为IPV4数据报可包含⼀些可变数量的选项，所以需要⽤这4bit来确定⾸部的长度，以确定IP数据报的数据部分实际从哪⾥开始。
⼤多数IP数据报不包含选项，所以⼀般IP数据报具有20字节的⾸部3）服务类型：8bit，服务类型包含在⾸部中以使不同类型的IP数据报能相互区分开来，例如，将实时数据报（如⽤于IP电话应⽤）与⾮实时流量（如FTP）区分开来也许是有⽤，提供特定等级的服务是⼀个由路由器管理员决定的策略问题4）数据报长度：这是IP数据报的总长度（⾸部加上数据），以字节计，因为该字段长为16bit，所以IP数据报的理论最⼤长度为65535字节，然⽽数据报很少有超过1500字节的（因为IP数据还要靠数据链路层运输的，⽽链路层帧能承载的最⼤数据量为叫做最⼤运输单元（Maximum Transmission Unit，MTU））5）标识、标志、⽚偏移： 要理解这三个内容，要先理解⼀些其他知识 （1）分⽚：把IP数据报中的数据分成两个或者更多个较⼩的IP数据报，⽤单独的链路层帧封装成较⼩的IP数据报，每个这些较⼩的数据报称为⽚ （2）为什么要分⽚：因为每个IP数据报封装在链路层帧中从⼀台路由器传输到下⼀台路由器，⽽链路层帧能承载的最⼤数据量（最⼤运输单元（Maximum Transmission Unit，MTU）是⼀定的，故链路层帧严格限制着IP数据报的长度；⽽且发送⽅和与⽬的路径上的每段链路可能使⽤不同的链路层协议，且每种协议可能具有不同的MTU，所以就更有可能需要分⽚了，以便能够使得数据报能够顺利的传递数据报 （3）组装：⽬的主机从相同源收到⼀系列数据报时，需要确定哪些数据报是分⽚，如果是分⽚的话，还要进⼀步指导何时收到最后⼀个分⽚，如何将接收到的分⽚拼接起来以形成初始的数据报，故IPV4的设计者将标识、标志和⽚偏移字段放在IP数据报⾸部中，当⽣成⼀个数据报时，发送主机为该数据报设置源和⽬的地址的同时，再填上标识号标识：16bit，源主机发送IP数据报的时候，通常为它发送的每个数据报的标识号加1，所以当某个路由器需要对某⼀个数据报分⽚时，形成的每个数据报（分⽚）具有初始数据报的源地址、⽬的地址、与标识号，这样⽬的主机就可以判别哪些分⽚是属于⼀个初始数据报的标志：3bit，由于IP是⼀种不可靠服务，⼀个或者多个⽚可能永远到不了⽬的地，所以为了让⽬的主机绝对的相信它已经收到了初始数据报的最后⼀个⽚，最后⼀个⽚的标志⽐特被设置为0，⽽所有其他⽚的标志⽐特被设置为1⽚偏移：13bit，标⽰数据相对于初始数据报的偏移值，并且偏移值应当被规定以8字节块为单位。
wireshark怎么看tcp报文中ip首部中-协议-字段的取值
竭诚为您提供优质文档/双击可除wireshark怎么看tcp报文中ip首部中"协议"字段的取值篇一：wireshark捕获分组深入理解tcpip协之ip协议wireshark捕获分组深入理解tcp/ip协议之ip协议摘要：本文简单介绍了网络层理论知识，详细讲解了ip数据报各个字段，并从wireshark俘获分组中选取ip数据报进行分析，也阐述了分组和分片的区别。
一、ipv4数据报网络层是处理端到端数据传输的最低层。
网络层关注如何将分组从源端沿着网络路径送达目的端，期间可能需要经过许多跳中间路由器。
即提供转发(数据从路由器那个接口出去)、选路(发送方与接收方间的路径)、网络建立(如atm、帧中继)。
这里以ipv4为例，关于ipv6报文格式详见博文《ipv4与ipv6数据报格式详解》。
图1ipv4数据报格式版本号(version)不同的ip协议版本使用不同的数据报格式。
首部长度(hl,internetheadlength)确定ip数据报中数据部分实际从哪里开始，包含可变数量的选项。
若ip数据报没有包含选项，则ip数据报首部长度为20字节。
服务类型(tos,typeofservice)更好地服务不同类型ip数据报(如实时数据报ip电话应用、非实时通信流Ftp)，cisco将tos前3位标识不同服务等级，即优先级。
数据报长度(tl,totallength)ip数据报长度，即首部+数据。
分片：标识(identification)、标志(flags)、段位移(Fragmentoffset)这3个字段跟ip分片有关，当目的主机从同一个源收到一批数据报时，需要确定这些数据报是完整数据报还是分片后的数据报，数据报首部标识字段解决这个问题，检查数据报的标识号确定哪些数据报真正是同一个较大数据报的片；如何判断最后一个分片已收到，数据报首部标志字段解决这个问题，将最后一片的标志为0，其他标记为1；如何顺序重组这些片，这就需要记录每个片的在数据报有效净荷的偏移量，这也确定了片是否丢失。
帧格式及IP,TCP,UDP,ICMP报文格式
以太网数据格式与各种报文格式一、数据封装当我们应用程序用TCP传输数据的时候，数据被送入协议栈中，然后逐个通过每一层，知道最后到物理层数据转换成比特流，送入网络。
而再这个过程中，每一层都会对要发送的数据加一些首部信息。
整个过程如下图。
如图可以看出，每一层数据是由上一层数据+本层首部信息组成的，其中每一层的数据，称为本层的协议数据单元，即PDU.应用层数据在传输层添加TCP报头后得到的PDU被称为Segment(数据段)，图示为TCP段传输层的数据（TCP段）传给网络层,网络层添加IP报头得到的PDU被称为Packet(数据包); 图示为IP数据包网络层数据报（IP数据包）被传递到数据链路层,封装数据链路层报头得到的PDU被称为Frame(数据帧)，图示为以太网帧。
最后,帧被转换为比特,通过网络介质传输。
这种协议栈逐层向下传递数据,并添加报头和报尾的过程称为封装。
二、数据格式需要注意的是，这里所说的以太网帧，与我们常说的以太网是不一样的。
下面我们就来介绍每一层数据的首部信息内容。
首先我们知道世界上有个协会叫作IEEE，即电子工程师协会，里面有个分会，叫作IEEE802委员会，是专门来制定局域网各种标准的。
而802下面还有个分部，叫作802.3.就是我们经常提到的IEEE802.3，这个部门制定的规范叫以太网规范，这个以太网规范中就定义了上面提到的“以太网首部”，这个以太网规范，实际只定义了数据链路层中的MAC层和物理层规范。
（注意数据链路层包括MAC子层和LLC子以太网帧格式：以太网常用帧格式有两种，一种是Ethernet II，另一种是IEEE 802.3 格式。
这两种格式区别是：Ethernet II中包含一个Type字段,。
其中Type字段描述了，以太网首部后面所跟数据包的类型，例如Type为0x8000时为IP协议包，Type为8060时，后面为ARP协议包。
以太网中多数数据帧使用的是Ethernet II帧格式。
ipv4表示格式
ipv4表示格式
IPv4地址的一般格式为：A.B.C.D，其中A、B、C、D都是0到255之间的十进制数。
IPv4地址是必须以十进制表示法表示的32位整数，它由0～255范围内由点分隔的4个数字表示，必须转换为0和1，才能被计算机理解。
例如，一个IPv4地址可以写成189.123.123.90。
IPv4报文格式则包括版本、首部长度、区分服务、总长度、标识、标志、片偏移、生存时间等字段。
其中版本字段占4位，表示IP协议的版本，常用版本号为4，故称为IPv4。
首部长度字段占4位，表示IP首部的长度，单位为32位字长（4字节），最大值为15，因此首部最长为60字节，普通IP数据报字段值为5，即20字节。
详谈IPv6与IPv4数据报格式
详谈IPv6与IPv4数据报格式1.IPv6数据包每一个分组由必须要有的基本首部和跟随在后面的有效载荷组成。
有效载荷有两部分组成：可选的扩展首部和从上层来的数据（不超65535字节）。
具体如图所示：详细说明：Version：和ipv4包头中的一样，4个bit区域表示ip的版本（0110）优先级：即Traffic Class是一个8位bit的区域，同ipv4中的tos区域一样。
但是在这些年中随着TOS区域的进化，这个区域也可以用来被 DifferentiatedClass of Service (DiffServ)使用。
但是尽管这里这样的标识仍然符合老的Tos的格式，只不过Traffic Class这个名字更符合当前的应用。
流标记：Flow Label流量标签是在ipv6中独有的区域。
这个20个bit的区域设计的目的在于可以给一些特殊的数据做标记。
也就是说尽管数据包并非是从原来的源发到目的，但是仍然包含原有的源和目的的应用。
区分数据流有很多好处，可以确保不同类别服务的处理方式得以区分，在数据流经多个路径的负载均衡时，在同一个数据流的数据包将使用经由同一个路径转发，从而避免了数据包可能继续查找路径的现象。
典型的flow（更加精确一点的说法是微流）就是在源地址和目的地址上加一个团体的源地址和目的地址。
如果使用定义源和目的端口号，路由器必须识别ip包头还要进一步识别tcp或者udp（或者其他传输层协议）的头，这样就增加了转发进程的复杂性，可能会影响路由器的处理。
因为出现扩展包头（下一段介绍），所以在ipv6数据包中查找传输层协议的头就成为一个特殊的问题。
支持ipv6的路由器必须从按照数据包格式的顺序从头到位查找，可能会经过很多扩展包头再会找到传输层地址（这样的话影响查找时间）。
如果在数据包发起是适当的加入流量标签，路由器更比查找数据包头更容易辨识数据流。
然而，在本书书写时，如何使用流量标签区域的完全详细文档仍在讨论中，所以当前路由器读取数据时忽略这个区域。
Ipv4和Ipv6数据报格式详解
IPv4和IPv6数据报格式一、IPv4数据报格式1）数据报可以分为报头区和数据区，数据区的数据来自上一层。
说明：首部和报头和头等字眼是同一意思。
2）版本：指明IP协议是哪个版本，IPv4为0100。
3）报头长度：也叫首部长度，指明报头区的长度。
最小值为20个字节，最大值为60字节。
说明：a.当没有选项和填充字段时，32位（每行的长度）*5（5行固有的）=160位=20字节，这个时候4个比特位的值为0101，为什么呢？因为这里规定以4个字节为单位，如果把0101用换算成十进制，0101=5，5*4=20字节。
如果4个比特位为1111，把1111换算成十进制则等于15，则它表示15*4=60个字节。
（简单记成换算成十进制后乘以4才等于它报头区的字节数）b.当 IP 分组的首部长度不是4字节的整数倍时，必须利用最后的填充字段加以填充。
4）服务类型：转发过程中对该数据报的处理方式。
5）总长度：等于报头区及数据区的长度相加。
说明：a.最大长度为65535个字节（当8个bit都等于1时），2^16-1=65535个字节。
b. IP数据报的最大长度的确是65535字节。
但是实践中最大长度很少用，因为大多物理网络都有长度限制，例如，数据链路层有自己的帧格式，其中包括了数据字段的最大长度，即最大数据传输单元MTU，当一个数据报封装成链路层的帧时，此数据报的总长度一定不能超过下面的数据链路层的MTU 值，以太网把载荷长度限制在1500字节。
6）标识：IP软件在存储器中维持一个计数器，每产生一个数据报，计数器就加 1，并将此值赋给标识字段。
但这个“标识”并不是序号，因为 IP是无连接的服务，数据报不存在按序接收的问题。
当数据报由于长度超过网络的 MTU 而必须分片时，这个标识字段的值就被复制到所有的数据报的标识字段中。
相同的标识字段的值使分片后的各数据报片最后能正确地重装成为原来的数据报。
附加：IP数据报在各个物理网络中需要重新封装：与路由器连接的各个网络的MTU可能不同：当数据报超过网络的MTU进行分片后，路由器可以为每个分片独立选路：7）标志：占三位，但目前只有两位有意义。
WireShark——IP协议包分析（Ping分析IP协议包）
WireShark——IP协议包分析（Ping分析IP协议包）互联⽹协议 IP 是 Internet Protocol 的缩写，中⽂缩写为“⽹协”。
IP 协议是位于 OSI 模型中第三层的协议，其主要⽬的就是使得⽹络间能够互联通信。
前⾯介绍了 ARP 协议，该协议⽤在第⼆层处理单⼀⽹络中的通信。
与其类似，第三层则负责跨⽹络通信的地址。
在这层上⼯作的不⽌⼀个协议，但是最普遍的就是互联⽹协议（IP）1. IP协议介绍互联⽹协议地址（Internet Protocol Address，⼜译为⽹际协议地址），缩写为 IP 地址（IP Address）。
在上⼀章介绍了 ARP 协议，通过分析包可以发现它是依靠 MAC 地址发送数据的。
但是，这样做有⼀个重⼤的缺点。
当 ARP 以⼴播⽅式发送数据包时，需要确保所有设备都要接收到该数据包。
这样，不仅传输效率低，⽽且局限在发送者所在的⼦⽹络。
也就是说，如果两台计算机不在同⼀个⼦⽹络，⼴播是传不过去的。
这种设计是合理的，否则互联⽹上每⼀台计算机都会受到所有包，将会导致⽹络受到危害。
互联⽹是⽆数⼦⽹共同组成的⼀个巨型⽹络。
图中就是⼀个简单的互联⽹环境，这⾥列出了两个⼦⽹络。
如果想要所有电脑都在同⼀个⼦⽹络内，这⼏乎是不可能的。
所以，需要找⼀种⽅法来区分那些 MAC 地址属于同⼀个⼦⽹络，那些不是。
如果是同⼀个⼦⽹络，就采⽤⼴播⽅式发送。
否则就采⽤“路由”发送。
这也是在 OSI 七层模型中“⽹络层”产⽣的原因。
它的作⽤就是引进⼀套新的地址，使得⽤户能够区分不同的计算机是否属于同⼀个⼦⽹络。
这套地址就叫做“⽹络地址”，简称“⽹址”。
但是，⼈们⼀般叫做是 IP 地址。
这样每台计算机就有了两种地址，⼀种是是 MAC 地址，另⼀种是⽹络地址（IP 地址）。
但是，这两种地址之间没有任何联系，MAC 地址是绑定在⽹卡上的，⽹络地址是管理员分配的，它们只是随机组合在⼀起。
2. IP地址IP 地址是 IP 协议提供的⼀种统⼀的地址格式。
IPv4网络简介
IPv4⽹络简介Ipv4⽹络IPv4数据报格式⾸部各字段描述版本号：⽤来确定IP协议的版本（⽐如IPv4还是IPv6），路由器根据版本号来判断怎样解析⾸部其他的字段信息，不同协议版本，数据报格式不同。
——4⽐特⾸部字段：IPv4协议包含⼀些可选字段，即⾸部长度不固定，该字段⽤来确定⾸部长度，⼤多数版本的IP协议不包含可选字段，因此通常IP⾸部⼀般长20个字节。
——4⽐特服务类型(TOS)：有些数据报要求低时延\⾼吞吐量\可靠性传输。
——8⽐特数据报长度：IP数据报总长度，以字节计算，包括IP⾸部和运输层报⽂段的长度，因为以太⽹帧最⼤传输单元不超过1500字节，所以⼀般数据报长度⼀般不超过1500字节。
——16⽐特标识，标志，⽚偏移：与IP分⽚相关。
——16⽐特——3⽐特——13⽐特寿命：每次经过⼀个路由器该值减⼀，当该值为0时必须丢弃该数据报。
——8⽐特上层协议：IP数据报的数据部分应该交给哪个特定的运输层协议，跟运输层要存储哪个端⼝号来接收信号，即沟通运输层跟应⽤层。
链路层帧也有⼀个字段来连接链路层跟⽹络层。
——8⽐特⾸部检验和：将⾸部中的每两个字节当作⼀个数，按反码求和，⽤来检验⾸部信息是否发⽣错误，运输层的检验和是对整个报⽂段包括数据部分进⾏检验。
——16⽐特源IP地址。
——32⽐特⽬的地址。
——32⽐特可有选项（IPv6已经不包含该选项）。
数据部分。
——有效载荷（要传输的数据）。
若IP数据报不包含可有选项则⾸部⼀共有20个字节IPv4数据报的分⽚MTU:链路层帧的最⼤传输单元，限制着IP数据报的长度。
现在考虑⼀种情况，⼀个数据长度为4000字节的数据报进⾏传播，但是当他被⼀个路由器转发时，出链路帧的MTU为1500字节，该数据报必须被分割为⼩的数据报，即数据分⽚。
然后我们要考虑怎样分⽚以后的数据报我们怎么再把它拼接起来，什么时候拼接。
什么时候拼接？假如我们在到达⽬的地前就拼接，那么在剩下的链路中仍然有被分⽚的可能，⽽且这样增加多次拆分和拼接的操作⽆疑增加了路由器的负担，所以应该在⽬的地进⾏拼接。
2022年沈阳工学院软件工程专业《计算机网络》科目期末试卷B(有答案)
2022年沈阳工学院软件工程专业《计算机网络》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、下列选项中，不属于网络体系结构所描述的内容是（）。
A.网络的层次B.每一层使用的协议C.协议的内部实现细节D.每一层必须完成的功能2、一般来说，学校的网络按照空间分类属于（）。
A.多机系统B.局域网C.城域网D.广域网3、IP分组头部中有两个有关长度的字段，一个是头部长度字段，另一个是总长度字段，其中（）。
A.头部长度字段和总长度字段都是以8bit为计数单位B.头部长度字段以8bit为计数单位，总长度字段以32bit为计数单位C.头部长度字段以32bit为计数单位，总长度字段以8bit为计数单位D.头部长度字段和总长度字段都是以32bit为计数单位4、路由器主要实现了（）的功能。
A.数据链路层、网络层与应用层的功能B.网络层与传输层的功能C.物理层、数据链路层与网络层的功能D.物理层与网络层的功能5、在以太网上“阻塞”信号的功能是（）。
A.当发现冲突时，CSMA/CA发送一个“阻塞”信号。
当所有的站都检测到阻塞信号时，它们立即停止发送尝试B.当发现冲突时，CSMA/CD发送一个“阻塞”信号。
当所有的站都检测到阻塞信号时，它们立即停止发送尝试C.当发现冲突时，CSMA/CD发送一个“阻塞”信号。
当所有的站都检测到阻塞信号时，它们立即开始竞争访问介质D.当发现冲突时，CSMA/CA发送一个“阻塞”信号。
当所有的站都检测到阻塞信号时，它们立即开始竞争访问介质6、无法隔离冲突域的网络互连设备是（）A.路由器B.交换机C.集线器D.网桥7、假设某应用程序每秒产生一个60B的数据块，每个数据块被封装在一个TCP报文中，然后再封装到一个IP数据报中，那么最后每个数据报所含有的应用数据所占的百分比是（）（注意：TCP报文和IP数据报的首部没有附加字段）。
A.20%B.40%C.60%D.80%8、假设TCP的拥塞窗口的慢启动门限值初始为8（单位为报文段），当拥塞窗口上升到12时，网络发生超时，TCP开始慢启动和拥塞避免，那么第12次传输时拥塞窗口大小为（）9、下面信息中（）包含在TCP首部中而不包含在UDP首部中。
计算机网络基础-4-网络层
计算机⽹络基础-4-⽹络层⽹络层⼀、虚电路和数据报 在计算机⽹络领域，⽹络层应该向运输层提供怎样的服务(“⾯向连接”还是“⽆连接”)曾引起了长期的争论。
争论焦点的实质就是：在计算机通信中， 可靠交付应当由谁来负责？是⽹络还是端系统。
于是就产⽣了两种形式：虚电路和数据报。
1.虚电路 观点：让⽹络负责可靠交付。
认为应借助于电信⽹的成功经验，让⽹络负责可靠交付，计算机⽹络应模仿电信⽹络，使⽤⾯向连接的通信⽅式。
通信之前应先 建⽴虚电路，以保证双⽅通信所需的⼀切⽹络资源。
如果再使⽤可靠传输的⽹络协议，就可使所发送的分组⽆差错按序到达终点，不丢失、不重复。
2.数据报 互联⽹的先驱者提出了⼀种崭新的⽹络设计思路。
⽹络层向上只提供简单灵活的、⽆连接的、尽最⼤努⼒交付的数据报服务。
⽹络在发送分组时不需要先建⽴ 连接。
每⼀个分组(即IP数据报)独⽴发送，与其前后的分组⽆关(不进⾏编号)。
⽹络层不提供服务质量的承诺。
即所传送的分组可能会出错、丢失、重复和失序(不按 序到达终点)，当然也不保证分组传送的时限。
由于传输⽹络不提供端到端的可靠性传输服务，这就使⽹络中的路由器可以做得⽐较简单，⽽且价格低廉(同电信⽹的交换机⽐较)。
如果主机(即端系统)中的进程 之间的通信需要是可靠的，那么就由⽹络的主机中的运输层负责可靠交付(包括差错处理、流量控制等)。
采⽤这种设计思路的好处是：⽹络的造价⼤⼤降低，运⾏⽅式 灵活，能够适应多种应⽤。
互联⽹能够发展到今天的规模，充分证明了当采⽤这种设计思路的正确性。
3.虚电路和数据报对⽐⼆、⽹络层概述 ⽹络层⼜称IP层或⽹际层，主要作⽤是为分组转发选择合适路由，分组即IP数据报。
⽹络互连主要靠路由器来完成。
1.直接交付与间接交付 2.⽹际协议IP及配套协议 ⽹际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之⼀。
与IP协议配套使⽤的还有三个协议：地址解析协议ARP(Address Resolution Protocol) ⽹际控制报⽂协议ICMP(Internet Control Message Protocol) ⽹际组管理协议IGMP(Internet Group Management Protocol) 3.中间设备 将⽹络互相连接起来要使⽤⼀些中间设备。
IPv4与IPv6详解
IPV4联网协议（Internet Protocol）是规范计算机网络中数据传送的一套协议。
目前使用的是IPv4， IPv6在试验阶段。
TCP/IP协议栈(按TCP/IP参考模型划分)应用层FTP SMTP HTTP ...传输层TCP UDP网络层IP ICMP ARP链路层以太网令牌环FDDI ...地址格式IPv4使用32位地址，因此最多可能有4,294,967,296(=232)个地址。
另一方面，目前还并非很流行的IPv6使用的128位地址所采用的位址记数法，在IPv4也有人用，但使用范围更少。
过去IANAIP地址分为A,B,C,D 4类，把32位的地址分为两个部分：前面的部分代表网络地址，由IANA分配，后面部分代表局域网地址。
如在C类网络中，前24位为网络地址，后8位为局域网地址，可提供254个设备地址(因为有两个地址不能为网络设备使用: 255为广播地址，0代表此网络本身) 。
网络掩码(Netmask) 限制了网络的范围，1代表网络部分，0代表设备地址部分，例如C类地址常用的网络掩码为255.255.255.0。
一些特别的IP地址段:127.x.x.x给本机地址使用。
224.x.x.x为多播地址段。
255.255.255.255为通用的广播地址。
10.x.x.x，172.16.x.x和192.168.x.x供本地网使用，这些网络连到互连网上需要对这些本地网地址进行转换。
但由于这种分类法会大量浪费网络上的可用空间，所以新的方法不再作这种区分，而是把用者需要用的位址空间，以2的乘幂方式来拨与。
例如，某一网络只要13个ip位址，就会把一个 16位址的区段给他。
假设批核了 61.135.136.128/16 的话，就表示从61.135.136.129 到 61.135.136.142 的网址他都可以使用。
IP包长IP包由首部(header)和实际的数据部分组成。
数据部分一般用来传送其它的协议，如TCP, UDP，ICMP等。
数据传输过程详解
一、FTP 客户端发送数据到FTP 服务器端，详述其工作过程。
两台机器的连接情况如下图所示：详细解答如下1.1、假设初始设置如下所示：客户端FTP 端口号为：32768服务器端FTP 端口号为：21设备PC1 (客户端)：PC2 (服务器端)：Switch1 ：MAC 地址列表Switch2 ：MAC 地址列表端口S0 设置端口S1 设置Router：路由表设置MAC 地址(MAC1)：A01IP 地址(IP1)：192.168.1.1子网掩码：255.255.255.0默认网关：192.168.1.2MAC 地址(MAC2)：A02IP 地址(IP2)：192.168.2.1子网掩码：255.255.255.0默认网关：192.168.2.2端口MAC 地址1 A012 A03端口MAC 地址1 A022 A04 MAC 地址(MAC3)：A03IP 地址(IP1)：192.168.1.2MAC 地址(MAC4)：A04IP 地址(IP1)：192.168.2.2网络号192.168.1.0192.168.2.0端口号S0 S11.2、不同网络段上的两台计算机通过TCP/IP 协议通讯的过程如下所示：协议是水平的，服务是垂直的。
物理层，指的是电信号的传递方式，透明的传输比特流。
链路层，在两个相邻结点间的路线上无差错地传送以帧为单位的数据。
网络层，负责为分组交换网上的不同主机提供通信，数据传送的单位是分组或者包。
传输层，负责主机中两个进程之间的通信，数据传输的单位是报文段。
网络层负责点到点(point-to-point)的传输(这里的“点”指主机或者路由器)，而传输层负责端到端(end-to-end)的传输(这里的“端”指源主机和目的主机) 。
1.3、数据包的封装过程不同的协议层对数据包有不同的称谓，在传输层叫做段(segment)，在网络层叫做数据报(datagram)，在链路层叫做帧(frame)。
(完整版)协议分析--数据报格式
两种不同的MAC帧格式常用的以太网MAC帧格式有两种标准，一种是DIX Ethernet V2标准，另一种是IEEE的802.3标准。
如下图所示，为便于理解，图中假定网络层使用的是IP协议。
实际上使用其他的协议也是可以的。
现在MAC帧最常用的是以太网V2的格式，它较为简单，由5个字段组成。
前两个字段分别为6字节长的目的地址和源地址字段。
第三个字段是2字节的类型宇段，用来标志上一层使用的是什么协议，以便把收到的MAC 帧的数据上交给上一层的这个协议。
施乐公司负责管理这个类型字段的代码分配。
例如，当类型字段的值是0x0800时，就表示上层使用的是IP数据报。
若类型字段的值为0x8137，则表示该帧是由Novell IPX发过来的。
第四个字段是数据字段，但它的正式名称是MAC客户数据宇段，其长度在46到1500字节之间。
最后一个字段是4字节的帧检验序列FCS。
当数据字段的长度小于46字节时，MAC子层就会在数据字段的后面加入一个整数字节的填充字段，以保证以太网的MAC帧长不小于64字节。
我们应当注意到，MAC帧的首部并没有指出数据字段的长度是多少。
在有填充字段的情况下，接收端的MAC子层在剥去首部和尾部后就将数据字段和填充字段一起交给上层协议。
然而IEEE 802.3标准规定的MAC帧则较为复杂。
它和以太网V2的MAC帧的区别是：(1)第三个字段是长度/类型字段。
根据长度/类型字段的数值大小，这个字段可以表示MAC帧的数据字段长度(请注意：不是整个MAC帧的长度)，也可以等同于以太网V2的类型字段。
具体地讲：若长度/类型字段的数值小于MAC帧的数据字段的最大值1500(字节)，这个字段就表示MAC帧的数据字段长度。
若长度/类型字段的数值大于0x0600(相当于十进制的1536)，那么这个数值就不可能表示以太网有效的数据字段长度，因而这个字段就表示类型。
当长度/类型字段表示类型时，802.3的MAC帧和以太网V2的MAC帧一样。
IPv4帧结构
IPv4-基本信息现行的IPv4自1981年RFC 791标准发布以来并没有多大的改变。
事实证明，IPv4具有相当强盛的生命力，易于实现且互操作性良好，经受住了从早期小规模互联网络扩展到如今全球范围Internet应用的考验。
所有这一切都应归功于IPv4最初的优良设计。
但是，还是有一些发展是设计之初未曾预料到的。
近年来Internet呈指数级的飞速发展，导致IPv4地址空间几近耗竭。
IP地址变得越来越珍稀，迫使许多企业不得不使用NAT将多个内部地址映射成一个公共IP地址。
地址转换技术虽然在一定程度上缓解了公共IP地址匮乏的压力，但它不支持某些网络层安全协议以及难免在地址映射中出现种种错误，这又造成了一些新的问题。
而且，靠NAT并不可能从根本上解决IP地址匮乏问题，随着连网设备的急剧增加，IPv4公共地址总有一天会完全耗尽。
Internet主干网路由器维护大型路由表能力的增强。
目前的IPv4路由基本结构是平面路由机制和层次路由机制的混合，Internet核心主干网路由器可维护85000条以上的路由表项。
地址配置趋向于要求更简单化。
目前绝大多数 IPv4地址配置需要手工操作或使用DHCP(动态宿主机配置协议)地址配置协议完成。
随着越来越多的计算机和相关设备使用IP地址，必然要求提高地址配置的自动化程度，使之更简单化，且其他配置设置能不依赖于DHCP协议的管理。
IP层安全需求的增长。
在Internet这样的公共媒体上进行专用数据通信一般都要求加密服务，以此保证数据在传输过程中不会泄露或遭窃取。
虽然目前有IPSec协议可以提供对IPv4数据包的安全保护，但由于该协议只是个可选标准，企业使用各自私有安全解决方案的情况还是相当普遍。
更好的实时QoS支持的需求。
IPv4的QoS标准，在实时传输支持上依赖于IPv4的服务类型字段(TOS)和使用UDP或TCP端口进行身份认证。
但IPv4的TOS字段功能有限，而同时可能造成实时传输超时的因素又太多。
教考分离试卷4
徐 州 师 范 大 学 试 卷(四)（2008 - 2009学年度二学期）（考试日期 ： 年 月 日）院系 计算机学院 专业 计算机科学与技术课程名称 ： 计算机网络技术 成绩一、多项选择题（每小题2分，共20分）在下列每小题的四个备选答案中有一至四个正确答案，请将正确答案全部选出，并将其字母标号填入题目的括号内。
1．位于数据链路层的PDU 常用名称为（ ）。
A ）帧 B ）数据包 C ）段 D ）比特 2．IP 地址通常表示的方式为（ ）。
A ）比特法表示B ）数字法表示C ）点分十进制法表示D ）字节法表示 3．下列表中，路由器常采用的路由表有（ ）。
A ）静态路由表 B ）固定路由表 C ）移动路由表 D ）SPF 格式路由表 4．以太网的协议结构包括（ ）。
A ）物理层、数据链路层和网络层 B ）物理层和数据链路层 C ）只有物理层 D ）只有数据链路层 5．下列一些网络术语，属于网络名称规范类的有（ ）。
A ） NOVELL B ）UNIX C ）以太网 D ）A TM6．在一个网络内，IP 地址和主机地址的含义区别（ ）。
A ）无法区分B ）主机地址无定义C ） 含义不同D ）IP 地址包含主机地址 7．下列哪个选项不是层次结构的优点。
（ ）A ）每一层实现一种相对独立的功能B ） 灵活性强C ）有利于实现标准化D ） 自主处理功能强 8．TCP 协议称为（ ）。
A ）网际协议B ）国际互联协议C ）传输控制协议D ）应用协议 9．千兆以太网的传输速率为（ ）。
A ）1000Mb/sB ）1000b/sC ）106 b/sD ）100Mb/s10．子网掩码为255.255.248.0的B 类网络上每个子网的有效主机地址为（ ）。
A ）1024 B ）254 C ）2046 D ）2048二、填空题（每小题2分，每空1分或0.5分，共20分）11．IP 地址共有32个比特的 ，通常采用 方法来表示。
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北京理工大学珠海学院实验报告
ZHUHAI CAMPAUS OF BEIJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 班级XXX 3班学号0123456 姓名 XXX 指导教师ZHANG XUE 成绩
实验题目IPv4 数据报首部格式实验时间 2014.1
一、实验目的
掌握IPv4 协议原理，理解IPv4 分组首部结构及各字段的含义。
二、实验环境
1．连接外网的Windows XP 主机一台，并安装有科来网络分析系统。
2．通过科来网络分析系统捕获一段时间内的IPv4 分组。
三、实验内容
1．用科来网络分析系统捕获数据包。
2．分析捕获到的IP数据包中首部各个字段的意义。
四、实验步骤
1．打开科来网络分析系统，开始捕获数据包。
2．用浏览器访问百度，用ping 命令探测临机、网关和百度。
3．停止捕获，观察捕获到的数据包。
访问百度：
Ping临机如图：
Ping网关如图：
Ping百度如图：
4．将访问百度以及ping 临机、网关和百度的IP 数据包首部中各字段的值记录在下表中，需要记录IP 数据报的版本号、首部长度、总长度、标识、标志、片偏移、生存时间、上层协议、源地址和目的地址。
5．比较所记录的各字段的值，理解首部字段的含义和作用。
五、心得体会
经过上一次上机实践对网络命令的操作的结果分析，本次实践已经大概明白了网络命令的操作和作用和对网络命令的操作的结果分析…
六、实验要求
完成本次实验后，仔细观察所捕获的数据包，对网络层数据包首部的各字段进行整理，说明参数之间的关联性，进而加深理解网络层的工作过程。
思考与讨论：
1．在连续捕获到的数据包中，IPv4首部哪些字段的值是不变的？说明原因。
实验发现IPv4首部的版本号，首部长度，片偏移，生存时间这些值不变。
原因是不管ping哪个网址，这些字段在IP协议中都是规定好所占用的位数的，所以这些值不变。
2．在连续捕获到的数据包中，IPv4首部哪些字段的值是变化的？说明原因。
实验发现IPv4首部的总长度，标识，标志，源地址，目的地址的值会改变。
原因是ping不同的网址所获得的数据中，这些字段就会有不同的地址、标识、标志等。