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IP首部拆解

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IP数据报的格式如图3-1所示 。普通的IP首部长为20个字节，除非含有选项字段 。
图3-1 IP数据报格式及首部中的各字段
分析图3-1中的首部 。最高位在左边，记为0bit；最低位在右边，记为31bit 。
4个字节的32bit值以下面的次序传输：首先是0～7bit，其次8～15bit，然后16～23bit，最后是24~31bit 。这种传输次序称作bigendian字节序 。由于TCP/IP首部中所有的二进制整数在网络中传输时都要求以这种次序，因此它又称作网络字节序 。以其他形式存储二进制整数的机器，如littleendian格式，则必须在传输数据之前把首部转换成网络字节序 。
目前的协议版本号是4，因此IP有时也称作IPv4 。3.10节将对一种新版的IP协议进行讨论 。
首部长度指的是首部占32bit字的数目，包括任何选项 。由于它是一个4比特字段，因此首部最长为60个字节 。在第8章中，我们将看到这种限制使某些选项如路由记录选项在当今已没有什么用处 。普通IP数据报（没有任何选择项）字段的值是5 。
服务类型（TOS）字段包括一个3bit的优先权子字段（现在已被忽略），4bit的TOS子字段和1bit未用位但必须置0 。4bit的TOS分别代表：最小时延、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用 。4bit中只能置其中1bit 。假如所有4bit均为0，那么就意味着是一般服务 。RFC1340[ReynoldsandPostel1992]描述了所有的标准应用如何设置这些服务类型 。RFC1349[Almquist1992]对该RFC进行了修正，更为具体地描述了TOS的特性 。
图3-2列出了对不同应用建议的TOS值 。在最后一列中给出的是十六进制值，因为这就是在后面将要看到的tcpdump命令输出 。
图3-2 服务类型字段推荐值
Te l n e t 和R l o g i n这两个交互应用要求最小的传输时延，因为人们主要用它们来传输少量的交互数据 。另一方面，F T P文件传输则要求有最大的吞吐量 。最高可靠性被指明给网络治理（SN M P）和路由选择协议 。用户网络新闻（Usenet news, NNTP）是唯一要求最小费用的应用 。
现在大多数的T C P / I P实现都不支持TO S 特性，但是自4.3BSD Reno以后的新版系统都对它进行了设置 。另外，新的路由协议如O S P F和I S - I S都能根据这些字段的值进行路由决策 。
在2 . 1 0节中，我们提到S L I P一般提供基于服务类型的排队方法，答应对交互通信数据在处理大块数据之前进行处理 。由于大多数的实现都不使用TO S 字段，因此这种排队机制由S L I P自己来判定和处理，驱动程序先查看协议字段（确定是否是一个T C P 段），然后检查T C P信源和信宿的端口号，以判定是否是一个交互服务 。一个驱动程序的注释这样认为，这种“令人厌恶的处理方法”是必需的，因为大多数实现都不答应应用程序设置TOS字段 。
总长度字段是指整个I P数据报的长度，以字节为单位 。利用首部长度字段和总长度字段，就可以知道I P数据报中数据内容的起始位置和长度 。由于该字段长1 6比特，所以I P数据报最长可达6 5 5 3 5字节（回忆图2 - 5，超级通道的M T U为6 5 5 3 5。它的意思其实不是一个真正的M T U—它使用了最长的I P数据报） 。当数据报被分片时，该字段的值也随着变化 。
尽管可以传送一个长达6 5 5 3 5字节的I P数据报，但是大多数的链路层都会对它进行分片 。而且，主机也要求不能接收超过5 7 6字节的数据报 。由于T C P把用户数据分成若干片，因此一般来说这个限制不会影响T C P 。在后面的章节中将碰到大量使用U D P的应用（R I P，T F T P，B O O T P，D N S，以及S N M P），它们都限制用户数据报长度为5 1 2字节，小于5 7 6字节 。但是，事实上现在大多数的实现（非凡是那些支持网络文件系统N F S的实现）答应超过8 1 9 2字节的I P数据报 。

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