协议分析数据报格式

两种不同的MAC帧格式MACDIXEthernetV2标准，另一种是IEEE的802.3标准。如以以下图所示，为便于理解，图中假定网络层使用的是IP协议。实际上使用其他的协议也是可以的。MACV2的格式，它较为简洁，由5个字段组成。前两个字段分别为6字节长的目的地址和源地址字段。第三个字段是2字节的类型宇段，用来标志上一层使用的是什么协议，以便把收到的MAC0x0800IP数据报。0x8137NovellIPXMAC46到15004FCS。46字节时，MAC子层就会在数据字段的后面参与MAC64们应当留意到，MAC帧的首部并没有指出数据字段的长度是多少。在有填MAC子层在剥去首部和尾部后就将数据字段和填充字段一起交给上层协议。然而IEEE802.3标准规定的MACV2的MAC帧的区分是：第三个字段是长度//V2的类型字段。具体地讲：MAC1500(字节)，MAC帧的数据字段长度。1536)，那么这个数值就不行能表示以太网有效的数据字段长度，因而这个字段就表示类型。MACV2MAC帧LLCLLC帧。MAC帧还多8是由于当一个站在刚开头接收MAC帧时，由于尚未与到达的比特流达成同MAC帧的最前面的假设干个比特就无法接收，结果使整个的MAC成为无用的帧。为了到达比特同步，从MAC子层向下传到物理层时还要在8字节(由硬件生成)7个字节，称为前同步码(10交替的码)。前同步码的作用是使接收端在接收MAC帧时能够快速实现比特同步。其次个字段是帧开头定界符，定义为MACMACFCS的检HDLC双方的比特同步总是始终保持着的。802.3MAC帧：(1)MAC客户数据字段的长度与长度字段的值不全都；(2)帧的长度不是整数个字节；用收到的帧检验序列FCS查出有过失；46—1500字节之间。考虑MAC18MAC帧长度为64～1518字节之间。对于检查出的无效MAC帧就简洁地丢弃。以太网不负责重传丢弃的帧。这样，整个MAC帧(144字节尾部)64字节，512bit。MAC9.6us，相当于96bit的发送时9.6us才能发送收下一帧的预备。IP分组格式分析IP数据报的格式能够说明IP协议都具有什么功能。在TCP/IP的标准中，各)IP数据报的完整格式。IP数据报由首部和数据两局部组成。首部的前一局部是固定长度，共20字节，是全部IP数据报必需具有的。在首部的固定局部的后面是一些可选字段，其长度是可变的。首部各字段的意义如下：IP数据报首部的固定局部中的各字段版本占IP协IP4(即3个版本目前已不使用。4bit15个单位(一个单4字节)IP60IP分4420字节，即不使用任何选项。效劳类型占面局部所示。8个优先级中的一个。4D比特，表示要求有更低的时延。5T比特，表示要求有更高的吞吐量。(即在数据报传送的过程中，被路由器丢弃的概率要更小些)。的路由。最终一个比特目前尚未使用。总长度 总长度指首部和数据之和的长度，单位为字节。总长度字段为16bit，因此数据报的最大长度为65535字节(即都有其自己的帧格式，包括帧格式中的数据宇段的最大长度MTU当一个IP数据报封装成链路层帧时，此数据报的总长度(即首部加上数据局部)确定不能超过下面的数据链路层的MTU值.虽然使用完可能长的数据报会使传输效率提高但由于以太网的普遍应用所以实际上使用的数据报长度很少有超过1500字节的，而有时数据报长度还被限制在576字节当数据报长度超过网络所容许的最大传送单元MTU时，就必需将过长的数据报进展分片后才能在网络上传送(见后面的“片偏移”字段)。这时，数据报首部中的“总长度字段不是指未分片前的数据报长度而是指分片后每片的首部长度与数据长度的总和。标识(identification)16bit，它是一个计数器，用来产生数据报的标识。但这里的“标识”并没有序号的意思，由于IP是五连接效劳，数据报不存在按序接收的问题。当IP协议发送数使分片后的各数据报片最终能正确地重装成为原来的数据报。标志(flag)3bit目前只有前两个比特有意义。Fragment)。MF=1即表示后面“还有分片’的数据报。MF=0表示这已是假设干数据报片中的最终一个。DF=0时才允许分片。片偏移 分组在分片后某片在原分组中的相对位置。该片从何处开头。片偏移以8个字节为偏移单位。这就是说，每个分片的长度确定是8字节(64bit)的整数倍。[例]3800(超过142020字节，因此每个数据报片的数1400字节。于是分为3个数据报片，其数据局部的长度分别为1400，1400和1000但D，片偏移挨次排列如下：原始数据报：3820,12345,0,0,0分片1：1420，12345，1，0，0分片2：1420，12345，1，0，175分片3：1020，12345，0，0，350标识字段的值是任意给定的。具有一样标识的数据报片在目的站就可无误地重装成原来的数据报。现在假定数据报片2经过某个网络时还要再进展分片，即划分为数据报片2-1(携带数据800字节)和数据报片2-2(携带数据600字节)。那么这两个数据报MDF12345，1，0，275。生存时间TTL(TimeToLive)，即数据报在网络中的寿命，其单位为秒。生存时间的建议值是32秒。3～4255秒。例：tracertTTL检测网络节点8bit种协议，以便使目的主机的IP层知道应将数据局部上交给哪个处理过程。首部检验和 此字段只检验数据报的首部，不包括数据局部这是由于数据报每经过一个结点结点处理机都要重计算一下首部检验和(一些字段，如生存时间、标志、片偏移等都可能发生变化)。如将数据局部一起检验，计算的工作量就太大了。源地址 占4字节。目的地址 占4字节。可变局部：取决于需要。TCP报文段的格式TCP报文段分为首部和数据两局部。应当指出，TCP的全部功能都表达TCP首部各字段的作用才能把握TCP的工作原理。4N字节是依据需要而增加的选项(N必需是整数)TCP20字节。首部固定局部各字段的意义如下：源端口和目的端口各占层的效劳接口。运输层的复用和分用功能都要通过端口才能实现。序号4TCPTCP传送的报文可看成为连续的数据流。TCP把在一个TCP连接中传送的数据流中的每一个字节都编上一个100字节。这就说明：本报文段的数据的最终一个字节401开头，401。确认号 占4字节，是期望收到对方的下一个报文段的数据的第一个字节的序号，也就是期望收到的下一个报文段首部的序号字段的值。例如正确收到了B发送过来的一个报文段，其序号字段的值是501，而数据长度是200发送的序号在501至700之间的数据因此，A期望收到B的下一个报文段的首部中的序号字段应为701于是A在发送给B的响应报文段中将首部中确实认号置为701。由于序号字段有32bit长，可对千兆字节)的数据进展编号。这样就可保证当序号重复使用时，旧序号的数据早已在网络中消逝了。数据偏移 报文段的数据起始处距TCP报文段(因首部中还有长度不确定的选项字段字(4字节长的字为计算单位)4bit能够表示的最大十进制数字是15，因此数据偏移的最大值是60字节，这也是TCP首部的最大长度。保存占0。6个比特是说明本报文段性质的把握比特。紧急比特URG(URGent) 当URG=1时，说明紧急指针字段有效。它告知系统此报文段中有紧急数据，应尽快传送(相当于高优先级的数据)，而不要按原来的排队挨次来传送例如已经发送了很长的一个程序要在远地的主机上运命令(Control+C)。假设不使用紧急数据，那么这两个字符将存储在接收TCP缓尾。只有在全部的数据被处理完毕后这两个字符才交付到接收应用进程。这样做就铺张了很多时间。URG1时，发送应用进程就告知发送TCP这两个字TCP就将这两个字符插入到报文段的数据的最前面，其余的数据都是一般数据。窗口为零时也可发送紧急数据。ACKACK=1时确认号字段才有效。当ACK=0时，确认号无效。推送比特PSH(PuSH) 当两个应用进程进展交互式的通信时，有时在一端的应用进程期望在键入一个命令后马上就能够收到对方的响应。在这种状况下，TCP就可以使用推送(push)操作。这时，发送端TCP将推送比特PSH置1，并马上创立一个报文段发送出去。接收TCP收到推送比特置1的报文段，就尽快地(即“推送”向前)交付给接收应用进程，而不再等到整个缓存都填满了后再向上交付。PSH比特也可叫做急迫比特。虽然应用程序可以选择推送操作，但推送操作还是往往不被人们使用。TCP可以选择或不选择这个操作。RST(ReSeT)RST=1时，说明TCP连接中消灭严峻过失)，必需释放连接，然后再重建立运输连接。复位比特或重置比特。SYN=1ACK=0SYN1，就表示这是一个连接恳求或连接承受报文。段的发送端的数据已发送完毕，并要求释放运输连接。窗口 数据量单位为字节。计算机网络常常是用接收端的接收力气的大小来把握发送端的数据发送量TCP也是这样。TCP连接的一端依据设置的缓存空间大小确定自己的接收窗口大小，然后通知对方以确定对方的发送窗口的上限。将TCP连接的两端分别记为A和中写入WIN的数值。这就是告知B的TCP“(b在未收到我(a)确实认时所能够发送的数据量的上限就是从本首部中确实认号开头的WIN个字节”所以A所设定的WIN既是A的接收窗口，同时也就是B的发送窗口的上限值。例如，A在发送给B的报文段的首部中将窗口字段的值WIN置为500，将确认号置为201。这就是告知B“你(b)在未收到确认的状况下，最多可向我(a)发送序号从201700500B500作为B的发送窗口的上限值。但应留意，B向A发送的报文段的首部也有一个A检验和占2字节。检验和字段检验的范围包括首部和数据这两局部UDPTCP报文段的前面加上12字节的伪首部。伪首部的格式与UDP用户数据报的伪首部一样。但应将伪首部6(TCP6)5UDP长度改为TCP长度。接收端收到此报文段后，仍要加上这个伪首部来计算检验和。选项 长度可变。TCP只规定了一种选项，即最大报文段长度MSS(MaximumSegmentSize)。MSS告知对方TCP“我的缓存所能接收的报是20字节。MSS的选择并不太简洁。假设选择较小的MSS长度，网络的利用率就降低。设想在极端的状况下，当TCP报文段只含有1字节的数据时，在IP层传输的数TCPIP数据报的首部)。这样，1／41。到了数据链路层还要加上一些开销。但反过来，假设TCP报文段格外长，那么在IP层传输时就有可能要分解成多个短数据报TCP报文段。当传输出错时还要进展重传。这些也都会使开销增大。一般认为，MSS应尽可能大些，只要在IP层传输时不需要再分片就行。在连接建立的过程中，双方都将自己能MSS536字节长。因此，全部536+20=556字节。TCP的数据编号与确认TCP协议是面对字节的。TCP将所要传送的整个报文(这可能包括很多个报文段)看成是一个个字节组成的数据流，并使每一个字节对应于一个序号。在连TCP每次发送的报文段的首部中的序号字段数值表示该报文段中的数据局部的第一个字节的序号。TCP确实认是对接收到的数据的最高序号(即收到的数据流中的最终一个序1确认号表示接收端期望下次收到的数据中的第一个数据字节的序号。TCPTCP发送一报文段时，它同TCP确实认并不保证数据TCP收到了对方所发送的报文段。率。TCPTCP维持一个变MSSMSS字节时，就组装成一个CP报文段，然后发送出去。其次种机制是发送端的应用TCP支持的推送(push)的一个计时器时间到了，这时就把当前已有的缓存数据装入报文段发送出去。TELNET连接(TCP协议)。设用户只发一个字符。加上2021TCP报文段。再加上20字节的IP首部，形成41字节长的IP数据报。在接收端TCP马上发出确认，构成的数40字节长(假定没有数据发送)。假设用户要求远地主机回送这一字符，则41IP40IP数据报。这样，用户仅发1624用捎带确认的方法。(不发送否认信息)。假设收(或捎带发问)确认信息。这与数据链路层的状况相像。假设收到的报文段无过失，只是未按序号，那么应如何处理?TCP对此未作明TCP的实现者自行确定。或者将不按序的报文段丢弃，或者先能，承受后一种策略对网络的性能会更好些。流量/拥塞把握与滑动窗口为了提高报文段的传输效率，TCP承受大小可变的滑动窗口进展流量把握。TCP报文段首部的窗口字段写入的数值就是当前给对方设置的发送窗口数值的上限。的资源状况，随时动态地调整对方的发送窗口上限值(可增大或减小)。这种由接收端把握发送端的做法，在计算机网络中常常使用。下面通过图示说明利用可变窗口大小进展流量把握。1(SEQ=1。图中右边的B进展了三次流量把握。第300200B重发出一个的窗口值为止。发送端利用发送窗口(这个窗口取决于对方的接收窗口)调整向网络注入分组也是运输层必需解决的一个格外简洁的问题。TCP的运输连接治理〔1〕运输连接的三个阶段TCPTCP报文的。TCP的运输连连接的建立和释放都能正常地进展。在连接建立过程中要解决以下三个问题：要使每一方能够确知对方的存在。要允许双方协商一些参数(如最大报文段长度，最大窗口大小，效劳质量等)。能够对运输实体资源(如缓存大小，连接表中的工程等)进展安排。TCP叫做客户(client)，而被动等待连接建立的应用进程叫做效劳器(server)。设主机B(passiveopen)命令，TCP要预备承受客户进程的连接恳求。然后效劳器进程就处于“听”(listen)的状态，不断检测是否有客户进程要发起连接恳求。如有，即作出响应。TCP发出主动翻开(activeopen)命令，IP地址的某个端口建立运输连接。ATCPBTCPSYN1，同时选择一个序号x，说明在后面传送数据时的第一个数据字节的x+l。主机B的TCP收到连接恳求报文段后，如同意，则发问确认。在确认报文SYNACKBACKy+1，1个序号。通知上层