包头分析与静态路由"/>
ip包头分析与静态路由
ip包头分析:
1 版本
(1)长度:4bit。
(2)功能:说明是Ipv4还是Ipv6。
(3)例子:0100(ipv4)、0110(ipv6)。
2 首部长度
(1)长度:4bit。(10进制中的每个1代表4个字节)
(2)功能:用于标识IP包头的长度,以字节为单位。由于IP包头部长度可变,因此需要定义。
(3)例子:首部长度最小二进制为“0101”,IP数据包长度20字节;首部长度最大二进制为“1111”,IP数据包长度60字节
3.优先级与服务类型
(1)长度:8bit。
(2)定义:前三个bit代表优先级(QOS),中间四个bit表示服务类型(TOS),最后一个bit暂未启用。若字母表示如下:PPPDTRC0.
(3)PPP:定义包的优先级,取值越大数据越重要。
PPP 优先级
000 普通 (Routine)
001 优先的 (Priority)
010 立即的发送 (Immediate)
011 闪电式的 (Flash)
100 比闪电还闪电式的 (Flash Override)
101 CRI/TIC/ECP
110 网间控制 (Internetwork Control)
111 网络控制 (Network Control)
(4)DTRC:各自代表一个服务类型。
DTRC | 服务类型 | 取值含义 |
D | 时延 | 0:普通 1:延迟尽量小 |
T | 吞吐量 | 0:普通 1:流量尽量大 |
R | 可靠性 | 0:普通 1:可靠性尽量大 |
C | 传输成本 | 0:普通 1:成本尽量小 |
4 总长度
(1)长度:16bit
(2)功能:IP包的长度 (包括IP包头和上两层数据),以字节为单位。在当总长度大IP包最大长度65535字节。
(3)分片:总长度表示的是一个IP包的总长度,包括上三层数据总和。假如一个5层数据为4000个字节,IP包头为20个字节,TCP/UDP也为20字节,那么总长度为4040个字节。但是由于每个数据帧MTU最大值为1500,因此组成帧结构时需要先进行分片。
tips:
IP分片一般是在IP层完成的,也可以让应用层的软件来完成。
5 标识符
(1)长度:16bit。
(2)功能:用于判断IP分片是否属于同一个IP包。唯一的标识主机发送的每3一份数据报,由发送端主机生成,具有唯一性。同一数据包的不同分片之间标识符相同,不同数据包之间标识符不同。
6 标志
(1)长度:3bit
(2)功能:第1个bit保留(永远为0,代表未启用);第2个bit代表数据包是否分片(0分片,1未分片);第3个bit代表是否为最后一个分片(0是,1不是)。方便数据重组时,判断是否已经重组完成。
标志 含义
010 数据包不分片
000 表示该IP分片分片了,且是IP包的最后一片
001 表示该IP分片了,且不是IP包的最后一片,还有后续
7 段(片)偏移量
(1)长度:13bit。
(2)功能:在重组数据包时决定分片的先后顺序。表示分片时,每一个分片的数据字段偏移原始数据报开始处的位置。当IP包头的首部长度为20字节时,段偏移量一般为0或1480的整数倍
(3)泪滴攻击(TearDrop):指的是向目标机器发送损坏的IP包,诸如重叠的包或过大的包载荷。借由这些手段,该攻击可以通过TCP/IP协议栈中分片重组代码中的bug来瘫痪各种不同的操作系统。
eg:假如伪造3个帧,三个分片的标志分别为001、001、000;段偏移量分别为0、500、;这样,第二个分片就会偏移500,有一段数据与第一分片重叠,导致数据重组失败,计算机一直重组,导致计算机死机了。即使制定策略——重组失败就扔掉,但是还是可以一直伪造数据帧,把计算机的内存都占完。
(4)防御泪滴攻击:在服务器前加防火墙,过滤不安全的包。该方式能阻止不安全的包到达服务器,但是防火墙负荷大,当防火墙过载时,需要请求网络供应商提供流量清洗服务。
8 生命周期TTL(time to live)
修改 /etc/nginx/nginx.conf
(1)长度:8bit。
(2)功能:设定生命周期,防止数据包在网络上永久得循环下去,形成不必要的垃圾。若网络搭建成了一个环路,不设置TTL,数据包会一直循环下去。
(3)解释:在发送端发包时,会设定一个初始值,(Windows常大于100,linus常小于100),每当IP包经过一个路由器时,TTL值减少1,当如果TTL减少为0,则该IP包会被丢弃。
(4)应用场景:tracert跟踪,跳了多少跳;Ping 返回的TTL值是最终TTL值。
在这里插入图片描述
tips:
1)别看世界那么大,其实跳过的路由器没那么多。
2)TTL最大值为255.
9 协议号
(1)长度:8bit。
(2)功能:识别上层协议。
(3)常用协议号:
协议号 | 协议号二进制 | 协议 |
1 | 00000001 | ICMP |
2 | 00000010 | IGMP |
6 | 00000110 | TCP |
17 | 00010001 | UDP |
88 | 01011000 | IGRP |
89 | 01011001 | OSPF |
10 首部校验和
(1)长度:16bit。
(2)功能:用来校验IP包头的正确性,但不包含数据部分。 因为每个路由器要改变TTL的值,所以路由器会为每个通过的数据包重新计算这个值。
11 源IP地址
(1)长度:32bit。
(2)功能:标识了这个IP包的源IP地址。要注意除非使用NAT,否则整个传输的过程中,这个地址不会改变。
12 目标IP地址
(1)长度:32bit。
(2)功能:标识了这个IP包的目标地址。要注意除非使用NAT,否则整个传输的过程中,这个地址不会改变。
13 可选项
(1)长度:可变,最长320bit。
(2)功能:主要用于测试,由起源设备根据需要改写。
(3)可选项目包含以下内容:
1)松散源路由(Loose source routing):给出一连串路由器接口的IP地址。IP包必须沿着这些IP地址传送,但是允许在相继的两个IP地址之间跳过多个路由器。
2)严格源路由(Strict source routing):给出一连串路由器接口的IP地址。IP包必须沿着这些IP地址传送,如果下一跳不在IP地址表中则表示发生错误。
3)路由记录(Record route):当IP包离开每个路由器的时候记录路由器的出站接口的IP地址。
4)时间戳(Timestamps):当IP包离开每个路由器的时候记录时间。
5)填充,IP包头总体长度需要是32bit的整数倍,对可选项不足32bit整数倍的部分进行填充。
静态路由:
conf t
ip route 目标网段 子网掩码 下一跳ip
如:
ip route 70.1.1.1 255.255.255.255 192.168.1.1
默认路由:
conf t
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 下一跳ip
(在边路由使用默认路由即可)
浮动路由:
在静态或默认路由后加空格+数字(必须为正整数)
do sh ip route---------查看路由表
路由器原理:
当一个正常的五层帧进入路由器,先判断目标mac地址是不是自己的mac地址;如果不是则直接丢弃,如果是则解封装,ip进入路由内部,路由开始检查目标ip并检测路由表,如果路由表中没有则丢弃,并向源ip返回一个错误信息。如果有则按照路由表路由到出接口,然后准备封装帧头,源mac地址为出接口mac地址,目标mac地址检查自己的arp缓存表,查看有没有下一跳的ip mac地址,如果有则直接封装,如果没有则向下一跳发送arp广播请求,收到应答之后把下一跳的mac作为目标mac地址
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