IPv4网络协议问题分析200802010236宋进进.doc

2008届周口科技职业学院学生毕业论文 周口科技职业学院毕业论文题目 IPV4网络协议问题分析 教 学 系 信息工程系 专业班级 计算机应用09级3班 学生姓名 张培培 学生学号 20002010204 指导教师 朱文涛 2011年11月14日摘要 互联网协议版本4（英语：Internet Protocol version 4，IPv4）是互联网协议开发过程中的第四个修订版本，也是此协议第一个被广泛部署的版本。IPv4与IPv6均是标准化互联网络的核心部分。IPv4依然是使用最广泛的互联网协议版本，直到2011年，IPv6仍处在部署的初期。IPv4在IETF于1981年9月发布的RFC 791中被描述，此RFC替换了于1980年1月发布的RFC 760。 IPv4是一种无连接的协议，操作在使用分组交换的链路层（如以太网）上。此协议会尽最大努力交付分组，意即它不保证任何分组均能送达目的地，也不保证所有分组均按照正确的顺序无重复地到达。这些方面是由上层的传输协议（如传输控制协议）处理的。IPv4，是互联网协议（Internet Protocol，IP）的第四版，也是第一个被广泛使用，构成现今互联网技术的基石的协议。1981年 Jon Postel 在RFC791中定义了IP。Internet Protocol version 4 (English: Internet Protocol 4 pages, IPv4) is in the process of developing the Internet protocols, also be the fourth revision of this agreement first widely deployed version. IPv4 and IPv6 are the core part of Internet standardization. IPv4 still is the most widely used the Internet protocol version, until 2011, IPv6 is still in the early deployment. IPv4 is a connectionless protocol, operating in the use of packet-switched link layer (such as Ethernet). This effort delivery matsuura group, which means that it doesnt guarantee any group were able to destination, also do not guarantee all group are conducted in accordance with the right order no repeatedly arrived. These aspects by upper transmission agreement is (such as TCP) processing. 关键词：网络协议；IPv4；IPv6；首部。 2008届周口科技职业学院学生毕业论文 目录第一章 IPV4基本信息1.1 IPV4的生命1.2 IPV6与IPV41.3 IPV4包首部格式1.4 IPV4路由第二章 地 址2.1 地址格式2.2 分配2.3 特殊用途的地址2.4 专用网络2.5 链路本地地址2.6 环回地址2.7 以0或255结尾的地址2.8 地址解析第三章 地址空间3.1 地址空间枯竭3.2 IPV4的未来生命延续第四章 报文结构4.1 首部4.2 数据第五章 分片和组装5.1 分片5.2 组装第六章 辅助协议致谢参考文献 第一章 IPV4基本信息1.1 IPV4的生命IPv4具有相当强盛的生命力，易于实现且互操作性良好，经受住了从早期小规模互联网络扩展到如今全球范围Internet应用的考验。所有这一切都应归功于IPv4最初的优良设计。 近年来Internet呈指数级的飞速发展，导致IPv4地址空间几近耗竭。IP地址变得越来越珍稀，迫使许多企业不得不使用NAT将多个内部地址映射成一个公共IP地址。地址转换技术虽然在一定程度上缓解了公共IP地址匮乏的压力，但它不支持某些网络层安全协议以及难免在地址映射中出现种种错误，这又造成了一些新的问题。而且，靠NAT并不可能从根本上解决IP地址匮乏问题，随着连网设备的急剧增加，IPv4公共地址总有一天会完全耗尽.Internet主干网路由器维护大型路由表能力的增强。目前的IPv4路由基本结构是平面路由机制和层次路由机制的混合，Internet核心主干网路由器可维护85000条以上的路由表项。 地址配置趋向于要求更简单化。目前绝大多数 IPv4地址配置需要手工操作或使用DHCP(动态宿主机配置协议)地址配置协议完成。随着越来越多的计算机和相关设备使用IP地址，必然要求提高地址配置的自动化程度，使之更简单化，且其他配置设置能不依赖于DHCP协议的管理。 IP层安全需求的增长。在Internet这样的公共媒体上进行专用数据通信一般都要求加密服务，以此保证数据在传输过程中不会泄露或遭窃取。虽然目前有IPSec协议可以提供对IPv4数据包的安全保护，但由于该协议只是个可选标准，企业使用各自私有安全解决方案的情况还是相当普遍。 更好的实时QoS支持的需求。IPv4的QOS标准，在实时传输支持上依赖于IPv4的服务类型字段(TOS)和使用UDP或TCP端口进行身份认证。但IPv4的TOS字段功能有限，而同时可能造成实时传输超时的因素又太多。此外，如果IPv4数据包加密的话，就无法使用TCP/UDP端口进行身份认证。 为了解决上述问题，Internet工程任务组(IETF)开发了IPv6。这一新版本，也曾被称为下一代IP，综合了多个对IPv4进行升级的提案。在设计上，IPv6力图避免增加太多的新特性，从而尽可能地减少对现有的高层和低层协议的冲击。1.2 IPV6与IPV4IPv4从出生到如今几乎没什么改变的生存了下来。1983年TCP/IP协议被ARPAnet采用，直至发展到后来的互联网。那时只有几百台计算机互相联网。到1989年联网计算机数量突破10万台，并且同年出现了1.5Mbit/s的骨干网。因为IANA把大片的地址空间分配给了一些公司和研究机构，90年代初就有人担心10年内IP地址空间就会不够用，并由此导致了IPv6 的开发 。IPv6与IPv4相比有以下特点和优点： (1)更大的地址空间。IPv4中规定IP地址长度为32,即有232-1个地址；而IPv6中IP地址的长度为128,即有2128-1个地址。夸张点说就是，如果IPV6被广泛应用以后，全世界的每一粒沙子都会有相对应的一个IP地址。 更小的路由表。IPv6的地址分配一开始就遵循聚类(Aggregation)的原则,这使得路由器能在路由表中用一条记录(Entry)表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度,提高了路由器转发数据包的速度。 (3)增强的组播(Multicast)支持以及对流的支持(Flow-control)。这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会，为服务质量(QoS)控制提供了良好的网络平台。 (4)加入了对自动配置(Auto-configuration)的支持。这是对DHCP协议的改进和扩展，使得网络(尤其是局域网)的管理更加方便和快捷。 (5)更高的安全性。在使用IPv6网络中，用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验，这极大地增强了网络安全。1.3 IPV4包首部格式 IPv4首部一般是20字节长。在以太网帧中，IPv4包首部紧跟着以太网帧首部，同时以太网帧首部中的协议类型值设置为080016。IPv4提供不同，大部分是很少用的选项，使得IPv4包首部最长可扩展到60字节(总是4个字节4个字节的扩展)。 IP包头字段说明：版本：4位，指定IP协议的版本号。包头长度(IHL)：4位，IP协议包头的长度，指明IPv4协议包头长度的字节数包含多少个32位。由于IPv4的包头可能包含可变数量的可选项，所以这个字段可以用来确定IPv4数据报中数据部分的偏移位置。IPv4包头的最小长度是20个字节，因此IHL这个字段的最小值用十进制表示就是5(5x4=20字节)。就是说，它表示的是包头的总字节数是4字节的倍数。服务类型：定义IP协议包的处理方法，它包含如下子字段:过程字段：3位，设置了数据包的重要性，取值越大数据越重要，取值范围为：0（正常）7（网络控制）:延迟字段：1位，取值：0（正常）、1（期待低的延迟）:流量字段：1位，取值：0（正常）、1（期待高的流量）:可靠性字段：1位，取值：0（正常）、1（期待高的可靠性）:成本字段：1位，取值：0（正常）、1（期待最小成本）:未使用：1位长度：IP包的总长标识：唯一地标识主机所发送的一个数据段，通常每发送一个数据段后加一。但IP包被分割后，分割得到的IP包拥有相同的标识标志：是一个3位的控制字段，包含：:保留位：1位:不分段位：1位，取值：0（允许数据报分段）、1（数据报不能分段）:更多段位：1位，取值：0（数据包后面没有包，该包为最后的包）、1（数据包后面有更多的包）段偏移量：当数据段被分割时，它和更多段位（MF,Morefragments）进行连接，帮助目的主机将分段的包组合。TTL：表示数据包在网络上生存多久，每通过一个路由器该值减一，为0时将被路由器丢弃。协议：8位，这个字段定义了IP数据报的数据部分使用的协议类型。常用的协议及其十进制数值包括ICMP(1)、TCP(6)、UDP(17)。校验和：16位，是IPv4数据报包头的校验和。1.4 IPV4路由 Ipv4并不区分作为网络终端的主机(host) 和网络中的中间设备如路由器中间的差别。每台电脑可以即做主机又做路由器。路由器用来联结不同的网络。所有用路由器联系起来的这些网络的总和就是互联网。 IPv4技术即适用于局域网(LAN) 也适用于广域网。一个IP包从发送方出发，到接送方收到，往往要穿过通过路由器连接的许许多多不同的网络。每个路由器都拥有如何传递IP包的知识，这些知识记录在路由表中。路由表中记录了到不同网络的路径，在这儿每个网络都被看成一个目标网络。路由表中记录由路由协议管理，可能是静态的记录比如由网络管理员写入的，也有可能是由路由协议动态的获取的。有的路由协议可以直接在IP协议上运行。 常用的路由协议有 - 路由信息协议(Routing Information Protocol, RIP), - 开放式最短路径优先协议，Open Shortest Path Fast, OSPF) ， - 中介系统对中介系统协议(Intermediate System Intermediate System, IS-IS) , - 边界网关协议(Border Gateway Protocol, BGP) . 在网络负荷很重或者出错的情况下，路由器可以将收到的IP包丢弃。在网络负荷重的时候，同样一个IP包有可能由路由器决定走了不同的路径。路由器对每一个IP包都是单独选择路由的。这也提高了IP通信的可靠性。但单是IP层上的包传输，并不能保证完全可靠。IP包可能会丢失; 可能会有重复的IP包被接受方收到; IP包可能会走不同的路径，不能保证先发的先到; 接受方收到的可能是被分割了的IP包。在IP之上再运行TCP协议则解决这些缺点提供了一个可靠的数据通路。第二章 地 址2.1 地址格式 IPv4使用32位（4字节）地址，因此地址空间中只有4,294,967,296（232）个地址。不过，一些地址是为特殊用途所保留的，如专用网络（约18百万个地址）和多播地址（约270百万个地址），这减少了可在互联网上路由的地址数量。随着地址不断被分配给最终用户，IPv4地址枯竭问题也在随之产生。基于分类网络、无类别域间路由和网络地址转换的地址结构重构显著地减少了地址枯竭的速度。但在2011年2月3日，在最后5个地址块被分配给5个区域互联网注册管理机构之后，IANA的主要地址池空了。这些限制刺激了仍在开发早期的IPv6的部署，这也是唯一的长期解决方案。 2.2 分配最初，一个IP地址被分成两部分：网络标识在地址的高位字节中，主机标识在剩下的部分中。这使得创建最多256个网络成为可能，但很快人们发现这样是不够的。为了克服这个限制，在随后出现的分类网络中，地址的高位字节被重定义为网络的类。这个系统定义了五个类：A、B、C、D和E。A、B和C类有不同的网络类长度，剩余的部分被用来识别网络内的主机，这就意味着每个网络类有着不同的给主机编址的能力。D类被用于多播地址，E类被留作将来使用。在1993年左右，无类别域间路由（CIDR）正式地取代了分类网络，后者也因此被称为“有类别”的。CIDR被设计为可以重新划分地址空间，因此小的或大的地址块均可以分配给用户。CIDR创建的分层架构由互联网号码分配局（IANA）和区域互联网注册管理机构（RIR）进行管理，每个RIR均维护着一个公共的WHOIS数据库，以此提供IP地址分配的详情。 2.3 特殊用途的地址（请参见图001）：图0012.4 专用网络： 在IPv4所允许的大约四十亿地址中，三个地址块被保留作专用网络。这些地址块在专用网络之外不可路由，专用网络之内的主机也不能直接与公共网络通信。但通过网络地址转换，他们即能做到后者。 下表展示了三个被保留作专用网络的地址块（RFC 1918）：图0022.4.1 虚拟专用网络 以专用网络地址作目的地址的报文会被所有公共路由器忽略，因此在两个专用网络之间直接通信（如两个分支办公室间）是不可能的。这需要使用IP隧道或虚拟专用网络（VPN）。 VPN在公共网络上创建连接两个专用网络的隧道。在这种功能中，隧道一端的主机将报文封装在一个公共网路上可以接受的协议层中，然后这些报文就可以被送达隧道的另一端，在那里，附加的协议层被去掉，报文也被送达其原定的目的地。 此外，封装过的报文也可能被加密以保证其在公共网络上传输时的安全性。2.5 链路本地地址 RFC 5735中将地址块/16保留为特殊用于链路本地地址，这些地址仅在链路上有效（如一段本地网络或一个端到端连接）。这些地址与专用网络地址一样不可路由，也不可作为公共网络上报文的源或目的地只。链路本地地址主要被用于地址自动配置：当主机不能从DHCP服务器处获得IP地址时，它会用这种方法生成一个。当这个地址块最初被保留时，地址自动配置尚没有一个标准。为了填补这个空白，微软创建了一种叫自动专用IP寻址（APIPA）的实现。因微软的市场影响力，APIPA已经被部署到了几百万机器上，也因此成为了事实上的工业标准。许多年后，IETF为此定义了一份正式的标准：RFC 3927，命名为“IPv4链路本地地址的动态配置”。2.6 环回地址地址块/8被保留作环回通信用。此范围中的地址绝不应出现在主机之外，发送至此地址的报文被作为同一虚拟网络设备上的入站报文（环回）。2.7 以0或255结尾的地址 一个常见的误解是以0或255结尾的地址永远不能分配给主机：这仅在子网掩码至少24位长时（旧的C类地址，或CIDR中的/24到/32）才成立。在有类别的编址中，只有三种可能的子网掩码：A类：，B类：，C类：。如，在子网/（即/24）中，标识用来指代整个子网，所以它不能用来标识子网上的某个特定主机。 广播地址允许报文发往子网上的所有设备。一般地，广播地址通过对子网掩码取补并和网络标识做按位或得到，这也就是说，广播地址是子网中的最后一个地址。在上述例子中，广播地址是55，所以为了避免歧义，这个地址也不能被分配给主机。在A、B和C类网络中，广播地址总是以255结尾。 但是，这并不意味着每个以255结尾的地址都不能用做主机地址。比如，在B类子网/（即/16）中，广播地址是55。在这种情况下，尽管可能带来误解，但55、55等地址可以被分配给主机。同理，作为网络标识不能被分配，但、等都是可以的。 随着CIDR的到来，广播地址不一定总是以255结尾。比如，子网6/28的广播地址是1。 一般地，子网的第一个和最后一个地址分别被作为网络标识和广播地址，任何其它地址都可以被分配给其上的主机。2.8 地址解析 互联网上的主机通常被其名字（如等）而不是IP地址识别，但IP报文的路由是由IP地址而不是这些名字决定的。这就需要将名字翻译（解析）成地址。 域名系统（DNS）提供了这样一个将名字转换为地址和将地址转换为名字的系统。与CIDR相像，DNS也有一个层级的结构，使不同的名字空间可被再委托给其它DNS服务器。 域名系统经常被描述为电话系统中的黄页。第三章 地址空间3.1 地址空间枯竭 从20世纪80年代起，一个很明显的问题是IPv4地址在以比设计时的预计更快的速度耗尽。2这是创建分类网络、无类别域间路由，和最终决定重新设计基于更长地址的互联网协议（IPv6）的诱因。一些市场力量也加快了IPv4地址的耗尽，如：1、互联网用户的急速增长； 2、总是开着的设备：ADSL调制解调器、缆线数据机等； 3、移动设备：膝上型电脑、PDA、移动电话等。 随着互联网的增长，各种各样的技术随之产生以应对IPv4地址的耗尽，如：1、网络地址转换（NAT）； 2、专用网络的使用； 3、动态主机设置协议（DHCP）； 4、基于名字的虚拟主机； 5、区域互联网注册管理机构对地址分配的控制； 6、对互联网初期分配的大地址块的回收。 随着IANA把最后5个地址块分配给5个RIR，其主地址池在2011年2月3日耗尽。3许多地址分配和消耗的模型都预测第一个耗尽地址的RIR会在2011年的下半出现。4广泛被接受且已被标准化的解决方案是迁移至IPv6。IPv6的地址长度从IPv4的32位增长到了128位，以此提供了更好的路由聚合，也为最终用户分配最小为264个主机地址的地址块成为可能。迁移过程正在进行，但其完成仍需要相当的时间。3.2 IPV4的未来生命延续 日前中国互联网络信息中心（CNNIC）表示，全球互联网IP地址刚刚突破了一个新的关键临界点，IANA可分配IPv4地址剩余量已不足10%。CNNIC同时呼吁：应尽快从国家层面加快部署向IPv6地址的平稳过渡，避免在下一代互联网发展中掉队。 ICANN主席和首席执行官Rod Beckstrom认为：“为了让全球互联网跨越界限地增长与发展，我们需要快速推广IPv6协议的使用，现在是互联网社群联合行动的时候了！” CNNIC报告中分析：3G推动下的移动互联网发展，也会产生对IP地址巨大需求。未来5年中，移动互联网的IP地址的需求预计达到5-9亿。显而易见，目前的IPv4地址资源远无法满足增长迅速的网民需求，如果我国们不采取及时的应对措施，届时，运营商、用户和设备提供商将有一系列不良连锁反应。 互联网协议（IP）作为一项协议标准为网络设备连入网络做唯一的标识。目前IP协议版本分为IPv4和IPv6两种。而Ipv6能提供比IPv4更庞大的地址资源。面对如此紧缺的IPv4资源，所有互联网管理者应立即采取措施，推进IPv6网络部署的规划。IP地址是逐级分配的，由互联网名称与地址分配机构（ICANN）授权因特网编号管理局（IANA）负责分配；IANA将IP地址分配给全球五大区域网址分配管理机构（RIRs），例如亚太地区的APNIC ，RIRs再将其分配到各自所管理的区域。面对不足10%的待分配IPv4地址资源，这迫使全球互联网社群慎重考虑并采取坚决措施确保全球向IPv6的逐步过渡。 面对两年后即将枯竭的IPv4，实现IPv4向IPv6的过渡已经迫在眉睫，世界各国已经对IPv6地址的部署“摩拳擦掌”，欧美等发达国家更是将其上升到国家战略的层面，成立专门的政府工作小组进行相关工作的推进。 相比之下，目前中国的IPv6产业链不完善。根据最新数据：目前中国的IPv6地址为63块，排名全球18，远远落后于巴西（65728块）、美国（15025块）、德国（9861块）、日本（8356块）。不难看出，如果不积极应对，我国可能会将输在基于IPv6地址下一代互联网的起跑线上。 针对这一局面， APNIC执委、CNNIC专家张健认为：要实现IPv4向IPv6的平稳过渡，保证我国下一代互联网的稳健发展，需要在网络应用、终端设备、技术标准、IP地址资源分配管理上有一个整体的规划布局，政府、设备供应商、电信运营商，以及内容提供商要履行他们在IPv6过渡中的角色。在这个系统性的工程中，国家力量就显得不可或缺，需要政府不断加强在该领域的投入和政策导向。NRO主席Axel Pawlik的呼吁与此“不谋而合”，他强调，“政府部门应该在本国的IPv6部署推进中扮演主要角色。” CNNIC在2008年提议启动“IP地址国家行动计划”，呼吁从国家层面，在组织机构、技术标准、资金和政策等多个方面入手，根据IPv4地址耗尽的时间段来整体布局我国的IPv6推进计划，确保我国能够顺利地从IPv4过渡到下一代IPv6地址。据了解，CNNIC已经累计为我国分配IPv4地址5600万个。第四章 报文结构 一份IP报文包含一个首部和一份数据4.1 首部 IPv4报文的首部包含14个字段，其中13个是必须的，第14个是可选的（在表中用红色标出），并贴切地命名为：“选项”。首部中的字段均以大端序包装，在以下的图表和讨论中，最高有效位被标记为0，因此例如版本字段实际上可在第一个字节的前四高有效位中被找到（详见图003-点击可看大图）。 版本 IP报文首部的第一个字段是4位版本字段。对IPv4来说，这个字段的值是4。 首部长度（IHL） 第二个字段是4位首部长度，说明首部有多少32位字长。由于IPv4首部可能包含数目不定的选项，这个字段也用来确定数据的偏移量。这个字段的最小值是5（RFC 791），最大值是15。 DiffServ（DSCP） 最初被定义为服务类型字段，但被RFC 2474重定义为DiffServ。新的需要实时数据流的技术会应用这个字段，一个例子是VoIP。 显式拥塞通告（ECN） 在RFC 3168中定义，允许在不丢弃报文的同时通知对方网络拥塞的发生。ECN是一种可选的功能，仅当两端都支持并希望使用，且底层网络支持时才被使用。 全长 这个16位字段定义了报文总长，包含首部和数据，单位为字节。这个字段的最小值是20（20字节首部+0字节数据），最大值是65,535。所有主机都必须支持最小576字节的报文，但大多数现代主机支持更大的报文。有时候子网会限制报文的大小，这时报文就必须被分片。 标识符 这个字段主要被用来唯一地标识一个报文的所有分片。一些实验性的工作建议将此字段用于其它目的，例如增加报文跟踪信息以协助探测伪造的源地址。 标志 这个3位字段用于控制和识别分片，它们是： 位0：保留，必须为0； 位1：禁止分片（DF）； 位2：更多分片（MF）。 如果DF标志被设置但路由要求必须分片报文，此报文会被丢弃。这个标志可被用于发往没有能力组装分片的主机。 当一个报文被分片，除了最后一片外的所有分片都设置MF标志。不被分片的报文不设置MF标志：它是它自己的最后一片。 分片偏移 这个13位字段指明了每个分片相对于原始报文开头的偏移量，以8位块作单位。 存活时间（TTL） 这个8位字段避免报文在互联网中永远存在（例如陷入路由环路）。存活时间以秒为单位，但小于一秒的时间均向上取整到一秒。在现实中，这实际上成了一个跳数计数器：报文经过的每个路由器都将此字段减一，当此字段等于0时，报文不再向下一跳传送并被丢弃。常规地，一份ICMP报文被发回报文发送端说明其发送的报文已被丢弃。这也是traceroute的核心原理。 协议 这个字段定义了该报文数据区使用的协议。IANA维护着一份协议列表（最初由RFC 790定义）。 首部检验和 这个16位检验和字段用于对首部查错。在每一跳，计算出的首部检验和必须与此字段进行比对，如果不一致，此报文被丢弃。值得注意的是，数据区的错误留待上层协议处理用户数据报协议和传输控制协议都有检验和字段。 因为生存时间字段在每一跳都会发生变化，意味着检验和必须被重新计算，RFC 1071这样定义计算检验和的方法： The checksum field is the 16-bit ones complement of the ones complement sum of all 16-bit words in the header. For purposes of computing the checksum, the value of the checksum field is zero. 源地址 一个IPv4地址由四个字节共32位构成，此字段的值是将每个字节转为二进制并拼在一起所得到的32位值。 例如，是00001010000010010000100000000111。 这个地址是报文的发送端。但请注意，因为NAT的存在，这个地址并不总是报文的真实发送端，因此发往此地址的报文会被送往NAT设备，并由它被翻译为真实的地址。 目的地址 与源地址格式相同，但指出报文的接收端。 选项 附加的首部字段可能跟在目的地址之后，但这并不被经常使用。请注意首部长度字段必须包括足够的32位字来放下所有的选项（包括任何必须的填充以使首部长度能够被32位整除）。当选项列表的结尾不是首部的结尾时，EOL（选项列表结束，0x00）选项被插入列表末尾。下表列出了可能的选项（详见图004）：图004注：如果首部长度大于5，那么选项字段必然存在并必须被考虑。 注：备份、类和数字经常被一并称呼为“类型”。 宽松的源站选路（LSRR）和严格的源站选路（SSRR）选项不被推荐使用，因其可能带来安全问题。许多路由器会拒绝带有这些选项的报文4.2 数据数据字段不是首部的一部分，因此并不被包含在检验和中。数据的格式在协议首部字段中被指明，并可以是任意的传输层协议。一些常见协议的协议字段值被列在下面：图005第五章 分片和组装互联网协议是整个互联网架构的基础，使得不同的网络间交换流量成为可能。其设计容纳了物理条件不同的网络：其独立于其下的链路层传输技术。不同的链路层经常不仅在传输速度上有差异，还在结构和帧尺寸上有不同，这一整个被MTU参数描述。为了实现IP横越网络的角色，有必要实现一种自动调整传输单元大小的机制来适应其下的技术限制。这带出了IP报文的分片。在IPv4中，这个功能被放置在网络层，并由IPv4路由器完成。与此不同的是，下一代互联网协议IPv6不要求路由器执行分片操作，而是将检测路径最大传输单元大小的任务交给了主机。5.1 分片当一个设备收到一个IP报文时，它阅读其目的地址并决定要在哪个设备上发送它。设备有与其关联的MTU来决定其载荷的最大长度，如报文长度比MTU大，那么设备必须进行分片。 设备将整个报文数据分成数片，每一片的长度都小于等于MTU减去IP首部长度。接下来每一片均被放到独立的IP报文中，并进行如下修改：1、总长字段被修改为此分片的长度； 2、更多分片（MF）标志被设置，除了最后一片； 3、分片偏移量字段被调整为合适的值； 4、首部检验和被重新计算。 例如，对于一个长20字节的首部和一个MTU为1,500的以太网，分片偏移量将会是：0、(1480/