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1、第二部分TCP/IP及常用协议分析,1 数据链路层协议以太网技术,Xerox，Intel，DEC传统以太网 802.3 同轴电缆Ethernet 802.3a 细缆Ethernet 802.3i 双绞线 802.3j 光纤快速以太网FE 802.3u 双绞线，光纤千兆以太网GE IEEE802.3z 屏蔽短双绞线、光纤 IEEE802.3ab 双绞线,1.1 802.3布线介质标准,10Base5 粗同轴10Base2 细同轴10BaseT 双绞线 10BaseF MMF100BaseT 双绞线100BaseF MMF/SMF1000BaseX 屏蔽短双绞线/MMF/SMF1000BaseT
2、双绞线,1.2 以太网帧格式,IEEE 802.3,PA：前同步码-10101010序列，用于使接收方与发送方同步SFD：帧首定界-10101011DA：目的地址-MAC 地址 SA：源地址-MAC地址LEN：数据长度（数据部分的字节数）（0-1500B）Type：类型：高层协议标识LLC PDU+pad：46-1500字节；pad 填充字段，保证帧长不少于64字节FCS：帧校验序列（CRC-32）,7 1 2/6 2/6 2 46-1500 4 字节,8 6 6 2 46-1500 4字节,Ethernet,64-1518 字节,2 ARP协议解决以太网地址转换的问题；物理地址48位，IP地
3、址32位；ARP允许主机在只知道同一网络上一个目的站IP地址的情况下，找到目的主机的物理地址。,A,X,B,Y,广播针对B的ARP请求,IP地址不符，丢弃,IP地址相符，应答,IP地址不符，丢弃,得到B的物理地址,ARP属于网络层协议；ARP报文封装在数据链路层的帧中，并进行标识。(以太网:0806H),报 文,帧 数 据 区,帧首部,3.1 IP数据包格式,3 IP协议,3.2 IP数据报格式说明：,版本与协议类型 版本（VERS）-当前IP协议版本号是IPv4；协议（Protocol）-创建该数据报数据区数据的高层协议类型，如TCP协议；实际表示数据区的数据格式；版本-IP数据报报头的数据
4、格式，属网络层的范畴；协议-IP数据报数据区的数据格式，属传输层的范畴；,长度域：,长度：头标长（HLEN)、总长(Total Length)头标长：指出32bit长度单元的报头长度；IP数据报中除IP选项与填充域外，其它域为定长；不含IP选项与填充域的普通IP数据报报头长为“5”；含IP选项与填充域的IP数据报报头长应该是32bit的整数倍，假如不是则用填充位（padding)添0凑齐；总长度：IP数据报的长度，以字节为单位，包括报头；总长度域为16bit；IP数据报的最大长度为216-1，即65535byte；,寿命(TTL),沿路径上，每个路由器在处理首部时，需要从寿命字段中减1。,其它
5、数据报首部字段,首部校验和字段(2B)用于保证首部数据的完整性；源IP地址和目的IP地址；选项字段，可变长；填充字段，为保证数据报是32b的整数倍添0。,3.3 数据报封装,如果IP数据报长度小于传输路径中所有物理网的最大帧长度，则可以直接将数据报封装在一个数据帧中。,3.4 数据报的大小、网络MTU及分片,不同网络规定了不同的MTU；1500 4470TCP/IP可以把长数据报进行分片；分片通常发生在路由器上。,主机A,主机B,网络2MTU=600,网络1MTU=1500,网络3MTU=1500,R1,R2,主机A与主机B进行通信，数据报将在R1进行分片。每片的大小必须是8的倍数，分片自动进
6、行。,数据1：600B 数据2：600B 数据3:200B,数据报首部,分片首部1,数据1,分片首部2,数据2,分片首部3,数据3,数据报片1(偏移量0),数据报片2(偏移量600),数据报片3(偏移量1200),数据报的重组,TCP/IP规定，数据报被分片后，到达目的主机后进行重组。此方法有缺点，但可行。,分片控制,标识、标志和片偏移量三个字段用于控制数据报的分片和重组。标识字段(2B)含有标识该数据报的唯一整数；标志字段(3b)中分别为0，是否允许分段(0允许,1不允许)、是否是最后分段(0是,1不是）；片偏移量字段表示数据部分的偏移量。,4 ICMP协议,IP协议本身没有任何可以帮助发送
7、方测试连接性或了解故障的机制。ICMP是IP的一部分，在IP实现中必须包含ICMP。ICMP报文在IP包中传送。ICMP在两台机器上的IP协议软件之间提供了通信。,ICMP是一个差错报告机制，没有全部指定对每个可能差错所采取的措施。当数据报产生差错时，ICMP只向数据报的最初源站回报差错情况，源站把差错交给相应的应用程序或采取其他措施来纠正问题。并非所有错误都有源站产生。数据报中只有源站和目的站的地址。,ICMP数据,ICMP首部,数据报数据区,数据报首部,帧数据区,帧首部,ICMP报文格式,每个ICMP报文的前三个字段相同。,类型TYPE,代码CODE,校验和CHECKSUM,类型字段用来标识报文类型；代码字段提供有关报文类型的进一步信息。,ICMP封装在IP数据报中，随IP包转发。ICMP可能造成拥塞，可能产生异常。,测试目的站的可达性与状态(ping),使用ICMP报文中的回送请求(echo request)和回送应答(echo reply)报文。主机或路由器发送回送请求报文，收到的机器返回回送应答报文。多数软件的命令是ping。,回送请求和回送应答报文格式,可选数据字段长度可变，包含要返回给发送者的数据应答与请求的数据要相同。标识符和序号字段用来匹配应答和请求。,类型（8或0）,代码（0）,校验和,标识符,序号,可选数据,
