IP报文格式
IPv4 头部结构（共 20 字节，不含可选字段）
1. 版本（Version）
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长度：4 比特
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作用：标识 IP 协议版本（IPv4 值为
4，IPv6 值为6）。 -
示例：
0100（表示 IPv4）。
2. 头部长度（IHL, Internet Header Length）
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长度：4 比特
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作用：表示 IP 头部的长度（以 4 字节为单位）。
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最小值为
5（即 20 字节，无可选字段）。 -
最大值为
15（即 60 字节，含可选字段）。
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示例：
0101（表示头部长度为 20 字节）。
3. 服务类型（ToS, Type of Service）
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长度：8 比特
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作用：定义数据包的优先级和服务质量（QoS）参数，现多用于 DSCP（差分服务代码点） 和 ECN（显式拥塞通知）。
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DSCP（6 比特）：区分流量类别（如语音、视频）。
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ECN（2 比特）：标记网络拥塞状态。
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示例：
00000000（默认无特殊服务）。
4. 总长度（Total Length）
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长度：16 比特
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作用：表示整个 IP 数据包的长度（头部 + 数据），单位是字节。
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最大值为
65535字节（受 MTU 限制）。
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示例：
00 50（表示包总长度为 80 字节）。
5. 标识（Identification）
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长度：16 比特
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作用：唯一标识一个数据包，用于分片重组。
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同一数据包的所有分片共享相同的标识值。
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示例：
0x1234（随机生成的 ID）。
6. 标志（Flags）
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长度：3 比特
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作用：控制分片行为：
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Bit 0：保留位（必须为
0）。 -
Bit 1（DF, Don't Fragment）：
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1：禁止分片（如 ICMP 探测包）。 -
0：允许分片。
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Bit 2（MF, More Fragments）：
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1：表示后续还有分片。 -
0：表示最后一个分片。
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示例：
010（DF=1，禁止分片）。
7. 片偏移（Fragment Offset）
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长度：13 比特
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作用：指示当前分片在原始数据包中的位置（以 8 字节为单位）。
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用于接收方按顺序重组分片。
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示例：
0（表示第一个分片）。
8. 生存时间（TTL, Time To Live）
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长度：8 比特
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作用：防止数据包无限循环，每经过一个路由器减
1，归零时丢弃。-
常见初始值：
64（Linux）或128（Windows）。
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示例：
40（剩余跳数）。
9. 协议（Protocol）
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长度：8 比特
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作用：标识上层协议类型（传输层协议）。
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常见值：
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1：ICMP -
6：TCP -
17：UDP
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示例：
06（表示 TCP）。
10. 头部校验和（Header Checksum）
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长度：16 比特
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作用：校验 IP 头部的完整性（不包括数据部分）。
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每经过一个路由器需重新计算。
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示例：
0x7a3d（校验和计算结果）。
11. 源 IP 地址（Source Address）
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长度：32 比特（4 字节）
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作用：发送方的 IPv4 地址。
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示例：
192.168.1.1→C0 A8 01 01。
12. 目标 IP 地址（Destination Address）
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长度：32 比特（4 字节）
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作用：接收方的 IPv4 地址。
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示例：
8.8.8.8→08 08 08 08。
13. 可选字段（Options）
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长度：可变（最多 40 字节）
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作用：扩展功能（如记录路由、时间戳等），现代网络较少使用。
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填充（Padding）：确保头部长度是 4 字节的倍数。
关键注意事项
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分片机制：
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当数据包超过 MTU（如以太网默认 1500 字节）时，路由器根据
DF标志决定是否分片。 -
分片后，只有第一个分片包含传输层头部（如 TCP/UDP 端口号）。
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校验和范围：
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仅校验 IP 头部，传输层（如 TCP/UDP）有独立的校验和。
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IPv6 差异：
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IPv6 头部更简洁（固定 40 字节），删除了分片、校验和等字段。
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示例抓包分析（Wireshark）
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Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.1.1, Dst: 8.8.8.8
0100 .... = Version: 4
.... 0101 = Header Length: 20 bytes
Differentiated Services Field: 0x00 (DSCP: CS0, ECN: Not-ECT)
Total Length: 84
Identification: 0x1234
Flags: 0x40 (Don't Fragment)
Fragment Offset: 0
Time to Live: 64
Protocol: TCP (6)
Header Checksum: 0x7a3d [correct]
Source Address: 192.168.1.1
Destination Address: 8.8.8.8
通过理解 IP 头部字段，可以深入分析网络流量、排查路由问题或优化 QoS 策略。