及常用协议分析.ppt

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 MMF 100BaseT 双绞线 100BaseF MMF/SMF 1000BaseX 屏蔽短双绞线/MMF/SMF 1000BaseT 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 - 10101011 DA：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 4470 TCP/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2 MTU=600,网络1 MTU=1500,网络3 MTU=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