网络协议栈基本知识

自作多情 提交于 2019-12-06 06:25:52

【注】:文章中的内容主要收集来自网上或者书籍中。

1、网络协议分层

按照分层的思想把网络协议栈进行分层主要有以下好处:

1.促进标准化工作,允许各个供应商进行开发

2.各层间相互独立,把网络操作分成低复杂单元

3.灵活性好,某一层变化不会影响到其它层

4.各层间通过一个接口在相邻层上下通信

OSI七层模型和TCP/IP五层模型的对比如下,我们现在用的是五层协议模型:

2、PDU、封装和解封装

  • PDU(protocol data unit):每一层使用自己层的协议和别的系统的对应层相互通信,协议层的协议在对等层之间交换的信息叫协议数据单元
  • 上层:message
  • 传输层:segment
  • 网络层:packet
  • 数据链路层:frame
  • 物理层:bit
  • 封装:数据要通过网络进行传输,要从高层一层一层的向下传送,如果一个主机要传送数据到别的主机,先把数据装到一个特殊协议报头中,这个过程叫封装
  • 封装分为:切片和加控制信息
  • 解封装:上述的逆向过程

数据进入TCP/IP协议栈时的封装过程如下:

数据进入TCP/IP协议栈时的解封装过程如下:

3、以太帧和常见的报文格式

(1)以太网帧(Ethernet II Frame)

  • D-MAC:目的MAC地址
  • S-MAC:源MAC地址
  • 类型域:表示帧里面上层协议数据的类型,0x0800代表IP协议帧,0x0806代表ARP协议帧
  • CRC:帧校验

(2)IP数据报

  • 版本号:4代表IPv4,
  • 头长度:报头的长度,值为4字节的倍数,故首部长度最大为60字节
  • 服务类型:暂未使用
  • 总长度:IP数据报的长度(报头区+数据区),单位为字节,故总长度最大为65535字节,但总长度不能超过最大传输单元MTU
  • 标识:一个计数器,用来产生数据报的标识
  • 标志:占3位,最低位MF,为1表示还有分片,中间为DF,为0,表示允许分片
  • 片偏移:较长的分组在分片后,某片在原分组中的相对位置,单位为8字节
  • TTL:生存时间,数据报可以经过的最大路由器数

上层协议标识

十进制编号

协议

说明

0

保留

1

ICMP

网际控制报文协议

2

IGMP

网际组管理协议

3

GGP

网关-网关管理协议

4

未分配

5

ST

6

TCP

传输控制协议

8

EGP

外部网关协议

9

IGP

内部网关协议

11

NVP

网络声音协议

17

UDP

用户数据报协议

 

分片举例:

IP数据报解析:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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