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讲稿：IP++系列视频教程——4.包头

IP_plus_plus 2025-03-29 00:01:02

简介讲稿：IP++系列视频教程——4.包头

IP++系列视频教程，第4讲包头。包头的设计是制定协议的基础，良好的包头设计是协议实施的重要前提。本讲我们主要讲基本头，至于扩展头，随后会专门讲解。

这是IP++的包头格式，下面我逐字段进行介绍。

先看“头长度”字段，由于IP++地址是可变长度的，而且变化的幅度有可能比较大，所以包头也设计成可变长度的，由头长度字段来指定包头的具体长度，此长度只包括基本头，不包括扩展头。头的实际长度是8加上8乘以2的若干次方。比如头长度值为0，则头的实际长度就是16字节。头长度的最大允许值是4。头长度必须保证能容纳下地址，可以有余量。而且考虑到传输途中可能的长度变化，尽量从一开始就预留出足够的空间。

扩展头字段用两个bit表示有多少个扩展头。扩展头基本相当于IPv4中选项的升级。关于扩展头以后会专门介绍，这里就不多讲了。

第一个字节还剩两个bit，分别表示目的地址和源地址的类型，绝对地址则值为0，相对地址则为1。

接下来的“业务等级”、“报文长度”、“跳数限制”、“协议”与IPv4中的相应字段一样，没有变化。

接下来的字段都用来表示地址。IP++地址相对于IPv4地址复杂一些，使用了多个字段来表示。下面结合具体的例子来介绍，比如目的地址是这个值，在包头中该如何表示呢？首先要指定是绝对地址还是相对地址，这里是绝对地址，因此“目的地址类型”字段就应该是0。然后要指定起始级数和地址长度，这两项在“目的地址参数”字段中指定，前4比特指定起始级数，这里是0，后4比特指定末端深入了几级，这里深入了1级，相应地，地址长度是8字节。这8个字节的数据存放在“目的地址、源地址”字段的起始位置。源地址的数据接在它后面，也就是从第9个字节开始。“目的地址、源地址”字段是可变长度的，具体长度由头长度字段决定。这个长度要保证能存放下地址数据，可以有余量，多余的部分用0填充。

我们总结一下IP++包头与IPv4包头的区别。区别主要集中在三方面：取消或移走了一些字段、地址变复杂了、增加了扩展头字段。

取消了版本和校验，把分片放在扩展头中处理。

取消了版本字段。不用担心会引起混淆，因为这个字段本来就没什么用。网络层使用什么协议，IPv4、IPv6还是IP++并不是由这个字段指定的。指定协议的普遍规则是由下层包头中的协议字段指定上层协议。网络层协议也是这样，由链路层的协议字段指定，如果值是0x0800则表示是IPv4，如果值是0x86dd则表示是IPv6，如果值是0x0810则表示是IP++。在IP包头中又有网络层协议版本字段，这其实是多余的。在实际的实现，如协议栈中，该字段并没有使用。这个问题是历史的原因造成的。

实践证明网络层的校验意义不大，因为下层和上层的校验功能已经足够了。因此IP++中取消了校验字段。

分片会带来一定的性能消耗，而且很多时候这本来是可以规避的，因此将来的目标是尽可能减少分片，当然这不是IP++自己能决定的。

IP++地址比IPv4地址复杂，使用了多个字段，而且长度是可变的。这也是很好理解的，因为干的活多了。

IPv4中用选项来实现一些差异化的功能。但由于设计得不够理想，比如长度限制，实际使用得情况并不好。IP++中改用扩展头来实现相应的功能，把分片功能也放在了扩展头中。

下面来看一个IP++包头的例子。我们对这个包头进行一下解析，看看各字段的情况。

0000：11 00 01 1A 80 06 01 00 01 01 01 02 01 01 01 1C

0010：01 01 01 01 00 00 00 00

头长度值为1，那么头的实际长度就是8加8乘以2的1次方，等于24字节。

扩展头数为0。

目的地址，类型为0，表示是绝对地址；源地址，类型为1，表示是相对地址。

业务等级为0。

报文长度011A，转换成10进制是282字节。