IP协议详解（IP分片和重组）_ip重组

一、什么是ip协议

我们常说的TCP-IP协议其实是两种协议，TCP协议和IP协议。TCP协议位于OSI模型中的传输层，IP是Internet Protocol（网际互连协议）的缩写，IP协议位于OSI模型中的网络层。

二、ip协议的功能

首先我们需要了解IP协议的协议格式和内容：

• 4位版本号：通常为4，表示IPV4；
• 3位标志位：用于IP的分片和重组
• TTL：Time-to-live设置了数据报可以经过的最多路由器数，它指定了数据报文的生存时间，每经过一个路由器，这个值就会减一，当该字段的值为 0时，数据报就被丢弃；
• 32位源IP地址
• 32位目的IP地址

IP协议的选路功能
每一个路由器中都会维护一张路由表，这张路由表中包含目的ip地址、网关(下一站路由器的IP地址)、标志位等信息。路由器在接收到Ip数据报文后，首先寻找能够和IP报文中目的地址完全匹配的地址，如果有则把数据包发送给对应的IP；如果没有，则寻找和目的网络好相同的网络地址，然后把报文转发给改网络地址指定的下一站路由来处理，如果依然没有匹配的网络号，则路由器会查找标为“默认”的表目，并将数据转发给符合默认表中的地址。如果默认表中也没有匹配的地址，路由器会返回一个差错。
1）搜索匹配的主机地址；

2）搜索匹配的网络地址；

3）搜索默认表项（默认表项在路由表中被指定为一个网络表项，其网络号为0）；

4）如果上面三项都失败，则返回一个差错。

IP协议的分片重组功能
每一种物理网络都会规定链路层数据帧的最大长度，称为链路层MTU。如果链路层的数据长度加上头部长度大于MTU，那么IP层会将数据分成多片传输。IP协议的首部有3个标志位（3个bit位）用来区分数据是否分片：

• 预留位 最高位表示预留位，一般为0
• DF位 （Don’t Fragment）该位位0表示分片，该为为1表示不分片
• MF位 （More Fragments）更多片段位

如果IP层的数据需要进行分片，系统会将DF位置0，如果有更多的IP数据，则将MF位置1。接收端可以根据13位的偏移字段对分片的数据进行重组。

三、wireshark分析IP层数据

四、wireshark分析ip分片和重组

我们通过udp发送4702个字节长度的数据到网络，抓取到的数据如图：

可以看到DF位为0，表示数据报文分片。分片的数据在蓝色字体部分可以看到。可以看出4702个字节的数据被分成了4帧，长度分别是1480、1480、1480、270。1155、1156、1157、1158表示帧序号。数据长度的总和为4710，比udp数据的总长度多了8个字节是因为udp的头部占了8个byte。