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以太网数据帧详细解析 详细解析以太网通信数据帧 测试环境 机器名macipporttcp_server00:0c:29:8b:37:da10.1.2.79502tcp_client00:50:56:c0:00:0810.1.2.112345抓包 客户端向服务端发送 ‘hello world’ # 原始数据帧00 0c 29 8b 37 da 00 50 56 c0 00 08 08 00 # Ethernet_II格式数据帧首部45 00 00 33 28 5b 40 00 80 06 ba 80 0a 01 02 01 0a 01 02 07 # ip协议头30 39 25 1e 84 a4 e6 82 cf f2 ea 28 50 18 10 0a 7b 45 00 00 # tcp协议头68 65 6c 6c 6f 20 77 6f 72 6c 64 # data 以太网数据帧构成

Ethernet_II格式数据帧首部 链路层 总长度 14B 字段名称长度byte)含义D.MAC6接收方MAC地址，网络包接收方的MAC地址，在局域网中使用这一地址来传输网络包S.MAC6网络包发送方的MAC地址，接收方通过它来判断是谁发送了这个包Type2使用的协议类型。
TCP通信中 IP协议与ARP协议较常见
0000-05DC：IEEE 802.3
0800 ：IP协议
0806 ：ARP协议
86DD ：IPv6实例 # Ethernet_II格式数据帧首部 14 bytes00 0c 29 8b 37 da # 目标MAC地址 00:0c:29:8b:37:da00 50 56 c0 00 08 # 源MAC地址 00:50:56:c0:00:0808 00 # IP协议 IP协议数据包首部 网络层 总长度 20B+ 字段名称长度bit)含义版本号Version)4协议的版本一般的值为
0100（IPv4），
0110（IPv6）头部长度（IHL）4Header Length,描述IP包头的长度，
因为在IP包头中有变长的可选部分。长度 = 值 * 4，
4bit最大 ‘1111’ = 15, IP头长度为20 – 6015 * 4) 字节服务类型（ToS）8Type of Service，服务类型8位 按位被如下定义 PPP DTRC0
PPP：定义包的优先级，取值越大越重要
000 普通 Routine)
001 优先的 Priority)
010 立即的发送 Immediate)
011 闪电式的 Flash)
100 比闪电还闪电式的 Flash Override)
101 CRI/TIC/ECP找不到这个词的翻译)
110 网间控制 Internetwork Control)
111 网络控制 Network Control)

D 时延: 0:普通 1:延迟尽量小
T 吞吐量: 0:普通 1:流量尽量大
R 可靠性: 0:普通 1:可靠性尽量大
M 传输成本: 0:普通 1:成本尽量小
0 最后一位被保留，恒定为0总长度16Total Length IP包总长度 以字节为单位计算的IP包的长度
包括头部和数据)，所以IP包最大长度65535字节ID号16该字段和Flag和Fragment Offest字段联合使用，对较大的
上层数据包进行分段（fragment）操作。路由器将一个包拆
分后，所有拆分开的小包被标记相同的值，以便目的端设备<br/ >能够区分哪个包属于被拆分开的包的一部分。标志（Flags）3长度3比特。该字段第一位不使用。第二位是DF
（Don’t Fragment）位，DF位设为1时表明路由器不能对该
上层数据包分段。如果一个上层数据包无法在不分段的情况
下进行转发，则路由器会丢弃该上层数据包并返回一个错误
信息。第三位是MF（More Fragments）位，当路由器对一
个上层数据包分段，则路由器会在除了最后一个分段的IP包
的包头中将MF位设为1。分片偏移量13Fragment Offest 表示该IP包在该组分片包中位置，接收端
靠此来组装还原IP包。生存时间（TTL）8当IP包进行传送时，先会对该字段赋予某个特定的值。当IP
包经过每一个沿途的路由器的时候，每个沿途的路由器会将
IP包的TTL值减少1。如果TTL减少为0，则该IP包会被丢弃。
这个字段可以防止由于路由环路而导致IP包在网络中不停被转发。协议号8标识了上层所使用的协议。以下是比较常用的协议号：
1 ICMP
2 IGMP
6 TCP
17 UDP
88 IGRP
89 OSPF头部校验和16Header Checksum
用来做IP头部的正确性检测，但不包含数据部分。 因为每个
路由器要改变TTL的值,所以路由器会为每个通过的数据包重
新计算这个值。发送方IP地址32Source Addresses 发送方IP地址。除非使用NAT，否则
整个传输的过程中，这两个地址不会改变接收方IP地址32Destination Addresses 接收方IP地址。除非使用NAT，否则
整个传输的过程中，这两个地址不会改变可选字段一般测试使用实例 # ip协议头20字节4 # 协议版本 ipv45 # ip协议头长度 5 * 4 = 20字节00 # 服务类型 000-0-0-0-0-0 00 33 # ip包总长度 hex => dec 51字节28 5b # ID号 40 00 # 标志与分片偏移量 0100 0000 0000 0000 DF位为1 不允许分包 偏移量为080 # 生存时间 dec 12806 # 协议号 TCP协议ba 80 # 头部校验和0a 01 02 01 # 发送方ip 10.1.2.10a 01 02 07 # 接收方ip 10.1.2.7# ip协议头 头部校验和计算方法# 1. 头部校验和置0；# 2. 对IP头部中的每16bit进行二进制求和；# 3. 如果和的高16bit不为0，则将和的高16bit和低16bit反复相加，直到和的高16bit为0，从而获得一个16bit的 值；# 4. 将该16bit的值取反，存入校验和字段。 TCP协议头 传输层 图示

总长度 20B+ 字段名长度bit)含义源端口号16发送网络包的程序的端口号目的端口号16网络包的接收方程序的端口号序列号 seq32发送的时候，TCP 协议为每个包编号（sequence number，
简称 SEQ），以便接收的一方按照顺序还原。万一发生丢包
，也可以知道丢失的是哪一个包。
当前序列号 + 数据长度 = 下一个包的序列号确认序列号 ack32期待要收到下一个数据包的编号，ack与seq搭配确保数据的
完整性，确认号只有ACK位为1时才有效。首部长度数据偏移量)4表示数据部分的起始位置，也可以认为表示头部的长度保留6保留，未使用控制位6该字段中的每个比特分别表示以下通信控制含义。
URG：表示紧急指针字段有效

ACK：接收数据序号字段有效，一般表示数据已被接收方接收
该位只有在连接未建立时为0，连接建立后始终为1

PSH：表示通过flush操作发送的数据，指示接收方在接收到
该报文段以后，应尽快将这个报文段交给应用程序，而不是
在缓冲区排队。

RST：强制断开连接，用于异常中断的情况

SYN：同步序号，用于建立连接过程，在连接请求中发送SYN=1
和ACK=0 ， 应答 SYN=1和ACK=1

FIN：用于释放连接，为1时表示发送方已经没有数据发送了，
即关闭本方数据流。窗口16接收方告知发送方窗口大小（即无需等待确认可一起发送的数据量）校验和16用来检查是否出现错误紧急指针16只有当 URG 标志置 1 时紧急指针才有效。紧急指针是一个
正的偏移量，和顺序号字段中的值相加表示紧急数据最后一
个字节的序号。 TCP 的紧急方式是发送端向另一端发送紧急
数据的一种方式。选项和填充不定最常见的可选字段是最长报文大小，又称为MSS
（Maximum Segment Size），每个连接方通常都在通
信的第一个报文段（为建立连接而设置SYN标志为1的那
个段）中指明这个选项，它表示本端所能接受的最大报
文段的长度。选项长度不一定是32位的整数倍，所以要
加填充位，即在这个字段中加入额外的零，以保证TCP
头是32的整数倍。数据可选实例 # tcp协议头 20字节30 39 # 源端口 1234525 1e # 目的端口 9502 84 a4 e6 82 # 序列号 cf f2 ea 28 # 确认序列号5 # 首部长度 5 * 32 / 8 = 20 bytes0 1 8 # 000000 保留 011000 ACK=1 PSH=110 0a # 窗口大小 41067b 45 # 校验和00 00 # URG=0 无效# 传输的数据68 65 6c 6c 6f 20 77 6f 72 6c 64 # ascii码h e l l o w o r l d 附录

每一个数据包都带有下一个数据包的编号。如果下一个数据包没有收到，那么 ACK 的编号就不会发生变化。举例来说，现在收到了4号包，但是没有收到5号包。ACK 就会记录，期待收到5号包。过了一段时间，5号包收到了，那么下一轮 ACK 会更新编号。如果5号包还是没收到，但是收到了6号包或7号包，那么 ACK 里面的编号不会变化，总是显示5号包。这会导致大量重复内容的 ACK。如果发送方发现收到三个连续的重复 ACK，或者超时了还没有收到任何 ACK，就会确认丢包，即5号包遗失了，从而再次发送这个包。通过这种机制，TCP 保证了不会有数据包丢失。

UDP协议