精品word学习资料 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - - - - --以太网数据包 TCP、 IP 、 ICMP、UDP、 ARP协议头结构详解以太网首部1、IP 头的结构目地 MAC地址（ 8 字节）源 MAC地址（ 8 字节） 类型（ 2 字节）版本（ 4 位） 头长度（ 4 位）服务类型（ 8 位）封包总长度（ 16 位）封包标识（ 16 位） 标志（ 3 位） 片断偏移地址（ 13位）存活时间（ 8位）协议（ 8 位） 校验和（ 16 位）来源 IP 地址（ 32 位） 目的 IP 地址（ 32 位）选项（可选） 填充（可选）数据（1）字节和数字的储备次序是从右到左，依次是从低位到高位，而网络储备次序是从左到右，依次从低位到高位；（2）版本：占第一个字节的高四位；头长度：占第一个字节的低四位；（3）服务类型：前 3 位为优先字段权，现在已经被忽视；接着 4 位用来表示最小推迟、最大吞吐量、最高牢靠性和最小费用；（4）封包总长度：整个 IP 报的长度，单位为字节；（5）存活时间：就是封包的生存时间；通常用通过的路由器的个数来衡量，比如初始值 设置为 32，就每通过一个路由器处理就会被减一，当这个值为 0 的时候就会丢掉这个包，并用 ICMP消息通知源主机；（6）协议：定义了数据的协议，分别为： TCP、UDP、ICMP和 IGMP；定义为：＃define PROTOCOL_TCP 0x06＃define PROTOCOL_UDP 0x11＃define PROTOCOL_ICMP 0x06＃define PROTOCOL_IGMP 0x06（7）检验和：校验的第一将该字段设置为 0，然后将 IP 头的每 16 位进行二进制取反求和，将结果储存在校验和字段；（8）来源 IP 地址：将 IP 地址看作是 32 位数值就需要将网络字节次序转化位主机字节次序；转化的方法是：将每 4 个字节首尾互换，将 2、3 字节互换；（9）目的 IP 地址：转换方法和来源 IP 地址一样；- - -细心整理 - - - 欢迎下载 - - - 第 1 页，共 3 页精品word学习资料 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - - - - --在网络协议中， IP 是面对非连接的，所谓的非连接就是传递数据的时候，不检测网络是否连通；所以是不行靠的数据报协议， IP 协议主要负责在主机之间寻址和挑选数据包路由；2、ICMP协议的头结构类型（ 8 位） 代码（ 8 位） 校验和（ 8 位）类型或者代码（ 1）类型：一个 8 位类型字段，表示 ICMP数据包类型；（ 2）代码：一个 8 位代码域，表示指定类型中的一个功能；假如一个类型中只有一种功能，代码域置为 0；（ 3）检验和：数据包中 ICMP部分上的一个 16 位检验和；3、TCP协议的头结构来源端口（ 2 字节）目的端口（ 2 字节）序号（ 4 字节）确认序号（ 4 字节）头长度（ 4 位）URG ACK PSH窗口大小（ 2 字节）紧急指针（ 16 位）RST保 留 （ 6 位 ） SYN PIN校验和（ 16 位）选项（可选）数据（ 1） TCP源端口（ Source Port ）： 16 位的源端口包含初始化通信的端口号；源端口和 IP 地址的作用是标识报文的返回地址；（ 2） TCP目的端口（ Destination Port ）： 16 位的目的端口域定义传输的目的；这个端口指明报文接收运算机上的应用程序地址接口；（ 3）序列号（ Sequence Number）： TCP连线发送方向接收方的封包次序号；（ 4）确认序号（ Acknowledge Number）：接收方回发的应答次序号；（ 5）头长度（ Header Length ）：表示 TCP头的双四字节数，假如转化为字节个数需要乘以 4；（ 6） URG：是否使用紧急指针， 0 为不使用， 1 为使用；（ 7） ACK：恳求 / 应答状态； 0 为恳求， 1 为应答；（ 8） PSH：以最快的速度传输数据；（ 9） RST：连线复位，第一断开连接，然后重建；（ 10）SYN：同步连线序号，用来建立连线；（ 11）FIN ：终止连线；假如 FIN 为 0 是终止连线恳求， FIN 为 1 表示终止连线；（ 12）窗口大小（ Window）：目的机使用 16 位的域告知源主机，它想收到的每个 TCP数据段大小；（ 13）校验和（ Check Sum）：这个校验和和 IP 的校验和有所不同，不仅对头数据进行校验仍对封包内容校验；（ 14）紧急指针（ Urgent Pointer ）：当 URG为 1 的时候才有效； TCP的紧急方式是发送紧急数据的一种方式；4、UDP协议的头结构源端口（ 2 字节） 目的端口（ 2 字节）封报长度（ 2 字节） 校验和（ 2 字节）数据- - -细心整理 - - - 欢迎下载 - - - 第 2 页，共 3 页精品word学习资料 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - - - - --（ 1）源端口（ Source Port ）： 16 位的源端口域包含初始化通信的端口号；源端口和 IP 地址的作用是标识报文的返回地址；（ 2）目的端口（Destination Port ）：6 位的目的端口域定义传输的目的； 这个端口指明报文接收运算机上的应用程序地址接口； （ 3）封包长度（ Length ）：UDP头和数据的总长度；（ 4）校验和（ Check Sum）：和 TCP和校验和一样，不仅对头数据进行校验，仍对包的内容进行校验；5、ARP报头结构硬件类型 协议类型硬件地址长度 协议长度 操作类型发送方的硬件地址（ 0-3 字节）源物理地址（ 4-5 字节） 源 IP 地址（ 0-1 字节）源 IP 地址（ 2-3 字节） 目标硬件地址（ 0-1 字节）目标硬件地址（ 2-5 字节）目标 IP 地址（ 0-3 字节）（ 1）硬件类型字段指明白发送方想知道的硬件接口类型， 以太网的值为 1；（ 2）协议类型字段指明白发送方供应的高层协议类型， IP 为 0800（16 进制）； （ 3）硬件地址长度和协议长度指明白硬件地址和高层协议地址的长度，这样 ARP报文就可以在任意硬件和任意协议的网络 中使用；（ 4）操作字段用来表示这个报文的类型， ARP恳求为 1， ARP响应为 2， RARP恳求为 3，RARP响应为 4；（ 5）发送方的硬件地 址（ 0-3 字节）：源主机硬件地址的前 3 个字节；（ 6）发送方的硬件地址（ 4-5 字节）：源主机硬件地址的后 3 个字节；（ 7）发送方 IP（0-1 字节）：源主机硬件地址的前 2 个字节；（ 8）发送方 IP （ 2-3 字节）：源主机硬件地址的后 2 个字节；（ 9）目的硬件地址（ 0-1 字节）：目的主机硬件地址的前 2 个字节；（ 10）目的硬件地址（ 2-5 字节）：目的主机硬件地址的后 4 个字节；（ 11）目的 IP （ 0-3 字节）：目的主机的 IP 地址；ARP的工作原理如下：1. 第一，每台主机都会在自己的 ARP缓冲区 〔ARP Cache〕 中建立一个 ARP 列表，以表示 IP 地址和 MAC地址的对应关系；2. 当源主机需要将一个数据包要发送到目的主机时，会第一检查自己 ARP 列表中是否存在该 IP 地址对应的 MAC地址，假如有﹐就直接将数据包发送到这个 MAC地址；假如没有，就向本地网段发起一个 ARP恳求的广播包，查询此目的主机对应的 MAC地址；此 ARP恳求数据包里包括源主机的 IP 地址、硬件地址、以及目的主机的 IP 地址；3. 网络中全部的主机收到这个 ARP恳求后，会检查数据包中的目的 IP 是否和自己的 IP 地址一样；假如不相同就忽视此数据包；假如相 同，该主机第一将发送端的 MAC地址和 IP 地址添加到自己的 ARP列表中，假如 ARP表中已经存在该 IP 的信息，就将其掩盖，然后给源主机发送一个 ARP 响应数据包，告知对方自己是它需要查找的 MAC地址；4. 源主机收到这个 ARP响应数据包后， 将得到的目的主机的 IP 地址和 MAC地址添加到自己的 ARP列表中，并利用此信息开头数据的传输；假如源主机始终没有收到 ARP响应数据包，表示 ARP查询失败- - -细心整理 - - - 欢迎下载 - - - 第 3 页，共 3 页。
