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計算機三級考試復習知識點：IP數據報
IP數據報是IP協議使用的數據單元，互聯層數據信息和控制信息的傳遞都需要通過IP數據報進行，同時也是計算機三級考試的重要內容，小編整理了相關知識點，一起來復習下吧：
1.IP數據報的格式
IP數據報的格式可以分為報頭區和數據區兩部分，數據區包括高層需要傳輸的數據，而報頭區是為了正確傳輸高層數據而增加的控制信息。通俗地說，數據報的數據區就像是一個信件，而信封上寫明寄信人和收信人等信息后，就相當于是一個報頭區。把兩者結合一起，就是一個IP數據報。
報頭區包含了源IP地址、目的IP地址等控制信息，具體內容如下。
(1)版本和協議類型
在IP報頭中，版本字段表示該數據報對應的IP協議版本號，不同的IP協議版本規定的數據報格式稍有不同，目前使用的IP協議版本號為4。
協議字段表示該數據報數據區數據的高級協議類型(如TCP)，用于指明數據區數據的格式。
(2)長度
報頭中有兩個表示長度的字段，一個為報頭長度，另一個為總長度。
報頭長度以32b為單位，指出該報頭區的長度。在沒有選項和填充的情況下，該值為“5”。
總長度以8b為單位，表示整個IP數據報的總長度(其中包含報頭區長度和數據區長度)。(3)服務類型
服務類型字段規定對本數據報的處理方式。利用該字段，發送端可以為IP數據包分配一個轉發優先級，并可以要求中轉路由器盡量使用低延遲、高吞吐率或高可靠性的線路投遞。
(4)生存周期
IP數據報的路由選擇具有獨立性，因此從源主機到目的主機的傳輸延遲也具有隨機性。如果路由表發生錯誤，數據報就有可能進入一個死循環。利用IP報頭中的生存周期字段，可以有效的控制數據報在網絡中無休止的流動。在網絡中，“生存周期”域隨時間而遞減，在該域為0時，報文將被刪除，避免死循環的發生。
(5)頭部校驗和
頭部校驗和用于保證IP數據報頭的完整性。注意，在IP數據報中，只含有報頭校驗字段，沒有數據區校驗字段。
(6)地址
在IP數據報報頭中，源IP地址和目的IP地址分別表示該IP數據報的發送者和接收者的地址。相當于寄信中的寄信人地址和收信人地址。
2.IP封裝、分片與重組
因為IP數據報可以在互聯網上傳輸，所以它可能要跨越多個網絡。作為一個高層網絡數據，IP數據報最終也需要封裝成幀進行傳輸。
(1)MTU
根據網絡使用的技術不同，每種網絡都規定了一個幀最多能夠攜帶的數據量，這一限制稱為最大傳輸單元(Maximum Transmission Unit，MTu)。一個IP數據報的長度只有小于或等于一個網絡的MTU時，才能在這個網絡中進行傳輸。
互聯網可以包含各種異構網絡，一個路由器也可能連接具有不同MTU值的多個網絡，能從一個網絡接收IP數據報并不代表能向該網絡發送數據報(因為不同網絡的MTU不同)。
為解決以上MTU的限制問題，IP互聯網通常采用分片與重組技術。
(2)分片和重組
當一個數據報的尺寸大于將發往網絡的MTU值時，路由器會將IP數據報分成若干較小的部分，稱為分片，然后再將每片獨立的發送。一旦分片，每片可以像正常的IP數據報一樣經過獨立的路由選擇來發送，最終到達目的主機。
在接收到所有分片的基礎上，主機對分片進行重新組裝的過程稱為IP數據報重組。IP協議規定，只有最終的目的主機才可以對分片進行重組。
(3)分片控制
在IP數據報報頭中，標識、標志和片偏移3個字段與控制分片和重組有關。
標識是源主機賦予IP數據報的標識符。標識符能表明分片是原屬于哪個IP數據報的。
標志字段用來告訴目的主機該數據報是否已經分片，是否是最后一個分片。
片偏移字段指出本片數據在初始IP數據報數據區中的位置。重組的分片順序由片偏移提供。
3.IP數據報選項
IP選項主要用于控制和測試兩大目的。作為選項，可以使用也可以不使用IP選項。但所有實現Ip協議的設備都必須具有處理IP選項的功能。在使用選項的過程中，有可能造成數據報的頭部不是32b整數倍的情況，這時需要使用填充域湊齊。
IP數據報選項由選項碼、長度和選項數據3部分組成。其中選項碼用于確定該選項的具體內容，選項數據部分的長度由選項的長度字段決定。
(1)源路由
源路由是指IP數據報穿越互聯網所經過的路徑是由源主機指定的，它區別于由主機或路由器的互聯層軟件自行選擇路由后得出的路徑。
源路由選項分為兩類：嚴格源路由選項和松散源路由選項。
①嚴格源路由選項。此選項規定IP數據報要經過路徑上的每一個路由器，相鄰路由器之間不得有中間路由器，并且所經過的路由器的順序不可更改。
②松散源路由器選項。此選項只是給出IP數據報必須經過的一些“要點”，并不給出一條完備的路徑，無直接連接的路由器之間的路由尚需IP軟件的尋址功能補充。
(2)記錄路由
所謂記錄路由是指記錄下IP數據報從源主機到目的主機所經過的路徑上的各個路由器的IP地址。記錄路由功能可以通過IP數據報的記錄路由選項完成。
(3)時間戳
所謂時間戳(Time Stamp)就是記錄下IP數據報經過每一個路由器時的當地時間。記錄時間戳可以使用IP數據報的時間戳選項。時間戳中的時間采用格林尼治時間(Universal Time)表示，以千分之一秒為單位。
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