wireshark捕获分组深入理解tcpip协之ip协议

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1、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

2、《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,

3、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

4、的在数据报有效净荷的偏移量，这也确定了片是否丢失。若丢失某些片，则丢弃这个不完整的数据报(不会交给传输层)。需要可靠传输怎么办呢，由传输层让源重传原始数据摄中的数据(如TCP)。寿命(TTL,TimeToLive)   每次数据报经过一台路由器时，该字段的值减1，若TTL字段减为0，则丢弃该数据报，从而确保数据报不会永远在网络循环。上层协议(Protocol)   该字段用于指明IP数据报的数据部分应该交给哪个传输层协议(6为TCP、17为UDP)。首部检查和(HeaderChecksum)   只是对

5、IP首部进行检验，对整个TCP/UDP报文段检验交由TCP/UDP完成。将首部中的每两个字节当作一个数，用反码运算对这些数求和，该和按1补码值存放在检查和字段。当路由器收到IP数据报时，计算其首部检查和，与该字段值比较，若出错则丢弃该数据报。   注：因为TTL字段及选项字段可能改变，所以每个路由器上的检查和都须重新计算并存放在原处。(检查后，再更新)源和目的IP地址(Source/DestinationAddress)选项(Options)   选项字段允许IP首部被扩展，由此导致数据报首部长度可变，

6、故不能预先确定数据字段从何开始，同时也使路由器处理一个IP数据报所需时间差异很大(有的要处理选项，有的不需要)。数据(Data)   当使用TCP/UDP协议时，数据即为传输层报文段(TCP/UDP)。数据字段也可承载其他类型数据，如ICMP报文段。二、实例解析   以请求百度首页基本HTML为例，因HTTP报文太大(3835字节)，网络层对其进行分片，共4片，如下图(截自Wireshark俘获的HTTP响应报文)：图2数据分片实例整个HTTP报文传输示意图如下：图3HTTP报文传输实例示意图2.1分片

7、   IP数据报首部字段的标识(identification)、标志(flags)、段位移(FragmentOffset)用来处理分片。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。若丢失某

8、些片，则丢弃这个不完整的数据报(不会交给传输层)。需要可靠传输怎么办呢，由传输层让源重传原始数据摄中的数据(如TCP)。   将该4个IP数据报(组成该完整的HTTP报文)的标识、标志、段位移部分抽出来，如下图所示：图4HTTP响应报文的4个IP数据报   可以看出，IP数据报并没有分片，这是因为这些IP数据报封装成帧并没有超过MTU(以太网MTU为1500字节)。蛮想找一个有分片的IP数据报分析下，可惜俘获的分组没有:-(   不尽要问，