为何设置IP首部flags字段时1<<14无效而2<<6有效？

你遇到的问题核心是主机字节序与网络字节序的位位置差异，加上构造IP首部时漏掉了字节序转换步骤导致的，咱们一步步拆解：

1. 先搞懂IP首部frag_off字段的结构 #

IP首部里的frag_off是一个16位的字段，必须严格遵循网络字节序（大端序），它的结构是：

• 高3位是标志位（Flags）：
  • 第15位（最高位）：保留位R，必须为0
  • 第14位：DF位（Don't Fragment，禁止分片）—— 这应该是你想设置的位
  • 第13位：MF位（More Fragments，还有后续分片）
• 低13位：分片偏移，单位是8字节

2. 原代码为什么无效？ #

你写的iph->frag_off |= (1 << 14);有两个关键问题：

• 首先，你直接对主机字节序的frag_off字段做位操作，但IP首部要求这个字段是网络字节序。
• 假设你的主机是小端序（绝大多数x86/x86_64设备都是），主机字节序的1<<14（即十六进制0x4000）在内存中会以0x00 0x40的顺序存储（低字节在前，高字节在后）。
• 当你通过raw socket发送这个IP首部时，系统会直接把内存里的字节发出去，也就是0x00 0x40——这对应网络字节序的0x0040。
• 网络字节序的0x0040高3位是000，所以Wireshark看到flags全为0，完全不符合你的预期。
• 另外，你注意到其他字段比如tot_len、id都用了htons()转换为网络字节序，但frag_off漏掉了这一步——这是最核心的错误！

3. 为什么2 <<6能“正常”工作？ #

这其实是个巧合：

• 2<<6等于128，也就是主机字节序的0x80。在小端主机内存中，这个16位值会被存储为0x80 0x00。
• 发送出去的字节就是0x80 0x00，对应网络字节序的0x8000。
• 网络字节序的0x8000高3位是100——这里你错误地把保留位R设成了1（本来应该为0），但有些网络设备对这个保留位的检查不严格，所以你的报文还是能发送成功。但这绝对不是正确的设置方式，换个严格的网络环境可能就失败了。

4. 正确的做法 #

要设置DF位（禁止分片），你需要先在主机字节序中标记对应位，再用htons()转换为网络字节序：

// 正确设置DF位（网络字节序的第14位对应0x4000）
iph->frag_off |= htons(0x4000);

或者更清晰的写法：

#define IP_DF_FLAG 0x4000 // 禁止分片标志
iph->frag_off |= htons(IP_DF_FLAG);

如果要设置MF位（还有后续分片），则用htons(0x2000)（对应1<<13）。

记住：所有IP首部的16位字段都需要用htons()转换为网络字节序，32位字段用htonl()，这样才能保证在任何主机架构上都生成符合规范的IP首部。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者S. Sharma