IP数据包内的tcp段区域出错？

Question

在 IP 网络中使用 IPv4 协议。当通过网络传输数据报时（TTL=2），在包含带有网页地址的 TCP 段的字段内会发生错误。路由器读取这样的数据报会有什么反应？

我与这个问题斗争了两天。 我所知道的：

• 路由器只读取数据报的头部，如果校验和失败，数据报将被路由器丢弃，

• 如果报头校验和正确，路由器总是将 TTL 减一，在 -1 之后，数据报正被转发到网络中的下一个路由器

基于这两点，我得出结论，数据报会走得更远，TTL将为1，路由器将计算新的校验和。

但是，对于这些问题还有其他三个可能的答案：

1. 路由器将 ICMP 发送到错误源
2. 路由器根据头校验和修复错误，然后转发数据报
3. 路由器将数据报发送出网络（丢弃数据报）

有解决这个问题的帮助吗？

Answer 1

IPv4 路由器必须实现的确切算法在RFC 1812 - Requirements for IP Version 4 Routers 中进行了描述。根据the IETF RFC Index，它仍然适用（“状态：最佳实践”）。

转发算法见Section 5.2.1。确定步骤之间依赖关系的约束是（引用）：

(1) 路由器必须验证 IP 标头，如章节中所述 [5.2.2]，在根据内容执行任何操作之前 标题。这允许路由器检测并丢弃坏的 在消耗其他资源之前的数据包。

(2) 处理某些 IP 选项需要路由器 插入 将其 IP 地址添加到选项中。 [...]

(3) 路由器在检查前不能检查和递减TTL 是否应该将数据包传送到路由器本身，例如 第 [4.2.2.9] 节中提到的原因。

(4) 更一般地，当一个数据包被本地传送到 路由器， 不得以任何方式修改其 IP 标头 [...]。

接收数据包时执行的实际步骤是（引用）：

(1)路由器收到IP包（加上附加信息 关于它，如第 [3.1] 节所述）来自链路层。

(2) 路由器验证 IP 标头，如第 1 节所述 [5.2.2]。请注意，IP 重组没有完成，除了 IP 在步骤 (4) 中排队等待本地传递的片段。

(3) 路由器执行任何 IP 选项的大部分处理。 作为 在第 [5.2.4] 节中描述，一些 IP 选项需要额外的 在做出路由决定后进行处理。

(4)路由器检查IP的目的IP地址 数据报，如第 [5.2.3] 节所述，以确定它如何 应继续处理 IP 数据报。有三种 可能性：

o IP 数据报的目的地是路由器，应该是 排队等待本地交付，如果需要进行重新组装。

o IP 数据报不是发往路由器的，应该是 排队等待转发。

o IP 数据报应该排队等待转发，但是（副本） 还必须排队等待本地交付。

因此很明显，首先执行 IPv4 标头的校验和验证。 Section 5.2.2 IP Header Validation 中描述了确切的步骤，但在这里它们并不重要。重要的是只检查 IP 标头，而不检查内容。因此路由器无法检测到错误。

基于这两点，我得出结论，数据报会走得更远，TTL将为1，路由器将计算新的校验和。

正确。

至于其他选项：

1. 路由器将 ICMP 发送到错误源

不，没有超时错误。至于其他 ICMP 错误，没有任何信号表明发送方数据包损坏。因此，即使路由器可以检测到数据包损坏（例如损坏的位在 IP 标头中），它仍然不会发送 ICMP 消息。

1. 路由器根据头校验和修复错误，然后转发数据报

不，在 IPv4 和 TCP 中执行的校验和只允许检测错误，不能纠正。

1. 路由器将数据报送出网络（丢弃数据报）

它不会丢弃它，因为它没有检测到错误。

关于我在评论中所说的链路层错误检测，传输过程中通常有两个错误来源：（1）来自传输介质（干扰、损坏的电缆、未正确连接的插头等）和（2）来自转发设备本身（有缺陷的内存芯片、固件错误、宇宙射线撞击芯片等）。链路层通常可以检测甚至纠正来自（1）的错误，但显然不能来自（2）。因此，如果设备故障损坏了数据包内容，问题中描述的场景确实是可能的。