1、以太網上TCP/IP協議的分層結構及其報文格式網絡與存儲 2008-07-14 11:44:53 閱讀33 評論0 字號：大中小訂閱 TCP/IP協議是一個比較復雜的協議集，有很多專業書籍介紹。在此，我僅介紹其與編程密切相關的部分：以太網上TCP/IP協議的分層結構及其報文格式。我們知道TCP/IP協議采用分層結構，其分層模型及協議如下表： 應用層(Application)HTTP、Telnet、FTP、SMTP、SNMP傳輸層(Transport)TCP、UDP網 間 網層(Internet)IP【ARP、RARP、ICMP】網絡接口層(Network)Ethernet、X.25、SLIP、

2、PPP協議采用分層結構，因此，數據報文也采用分層封裝的方法。下面以應用最廣泛的以太網為例說明其數據報文分層封裝，如下圖所示：任何通訊協議都有獨特的報文格式，TCP/IP協議也不例外。對于通訊協議編程，我們首先要清楚其報文格式。由于TCP/IP協議采用分層模型，各層都有專用的報頭，以下就簡單介紹以太網下TCP/IP各層報文格式。以太網幀格式如下圖：8字節的前導用于幀同步，CRC域用于幀校驗。這些用戶不必關心其由網卡芯片自動添加。目的地址和源地址是指網卡的物理地址，即MAC地址，具有唯一性。幀類型或協議類型是指數據包的高級協議，如 0x0806表示ARP協議，0x0800表示IP協議等。ARP/R

3、ARP（地址解析/反向地址解析）報文格式如下圖：“硬件類型”域指發送者本機網絡接口類型（值“1”代表以太網）。“協議類型”域指發送者所提供/請求的高級協議地址類型（“0x0800”代表IP協議）?！安僮鳌庇蛑赋霰緢笪牡念愋停ā?”為ARP請求，“2”為ARP響應，“3”為RARP請求，“4”為RARP響應）。IP數據報頭格式如下圖：我們用單片機實現TCP/IP協議要作一些簡化，不考慮數據分片和優先權。因此，在此我們不討論服務類型和標志偏移域，只需填“0” 即可。協議“版本”為4，“頭長度”單位為32Bit，“總長度”以字節為單位，表示整個IP數據報長度?！皹俗R”是數據包的ID號，用于識別不同的

4、IP數據包。“生存時間” TTL是個數量及的概念，防止無用數據包一直存在網絡中。一般每經過路由器時減一，因此通過TTL 可以算出數據包到達目的地所經過的路由器個數。“協議”域表示創建該數據包的高級協議類型。如 1表示ICMP協議，6表示TCP協議，17表示 UDP協議等。IP數據包為簡化數據轉發時間，僅采用頭校驗的方法，數據正確性由高層協議保證。ICMP（網間網控制報文協議）協議應用廣泛。在此僅給出最常見的回應請求與應答報文格式，用戶命令ping便是利用此報文來測試信宿機的可到達性。報文格式如下圖所示：類型0 為回應應答報文，8 為回應請求報文。整個數據包均參與檢驗。注意ICMP封裝在IP數據包里傳送。UDP報文格式如下圖：TCP報文格式如下圖：TCP 是面向連接的可靠數據傳輸協議，因此比較復雜，在此僅作簡單介紹。“序號”指數據在發送端數據流中的位置。“確認號”指