TCPIP几种协议数据报格式简介.pdf

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1、TCP/IP协议是一个比较复杂的协议集，有很多专业书籍介绍。在此，我仅介绍其与编程密切相关的部分：以太网上TCP/IP协议的分层结构及其报文格式。我们知道TCP/IP协议采用分层结构，其分层模型及协议如下表：应用层HTTP、Telnet、FTP、SMTP、SNMP(Application)传输层TCP、UDP(Transport)网间网层IP【ARP、RARP、ICMP】(Internet)网络接口层Ethernet、X.25、SLIP、PPP(Network)协议采用分层结构，因此，数据报文也采用分层封装的方法。下面以应用最广泛的以太网为

2、例说明其数据报文分层封装，如下图所示：任何通讯协议都有独特的报文格式，TCP/IP协议也不例外。对于通讯协议编程，我们首先要清楚其报文格式。由于TCP/IP协议采用分层模型，各层都有专用的报头，以下就简单介绍以太网下TCP/IP各层报文格式。ò以太网帧格式如下图：8字节的前导用于帧同步，CRC域用于帧校验。这些用户不必关心其由网卡芯片自动添加。目的地址和源地址是指网卡的物理地址，即MAC地址，具有唯一性。帧类型或协议类型是指数据包的高级协议，如0x0806表示ARP协议，0x0800表示IP协议等。òARP/RARP（地址解析/反向地址解析

3、）报文格式如下图：“硬件类型”域指发送者本机网络接口类型（值“1”代表以太网）。“协议类型”域指发送者所提供/请求的高级协议地址类型（“0x0800”代表IP协议）。“操作”域指出本报文的类型（“1”为ARP请求，“2”为ARP响应，“3”为RARP请求，“4”为RARP响应）。òIP数据报头格式如下图：IP数据报中依次包括以下信息：1、4位版本Version。该部分占4个BIT位。一般为4(IPv4)2、4位包长度HeaderLength。该部分占4个BIT位，单位为4个字节，因此，一个IP包头的长度最长为“1111”，即15＊4＝60个

4、字节。3、8位服务类型TypeofService，该部分用二个十六进制值来表示，共占8个BIT。8个BIT的含义是：000前三位不用0表示最小时延，如Telnet服务使用该位0表示吞吐量，如FTP服务使用该位0表示可靠性，如SNMP服务使用该位0表示最小代价0不用4、16位总长度TotalLength。该部分占16个BIT，单位为Byte。由此可见，一个IP数据包的最大长度为2的16次方减1，即：65535个字节。因此，在以太网中能够传输的最大IP数据包为65535个字节。5、16位标识号Identification。该部分占16个BIT，

5、以十进制数表示。6、3位Flags，表示片标志，占3个BIT。各位含义分别为：第一个“0”不用，第二个“0”为分片标志位，“1”表示分片，“0”表示不分版本。第三个0为是否最后一片标志位，0表示最后一片，1表示还有更多的片。7、13位偏移FragmentOffset。该部分占13个BIT。8、8位生存时间TimetoLive。该部分占8个BIT。9、8位协议类型Proctol。几种协议类型TCP：6；UDP：17；ICMP：1。10、16位包头校验和HeaderChecksun。该部分占16个BIT，用十六进制表示。11、32位源IP地址S

6、ourceAddres。该部分占32个BIT。12、32位目标IP地址DestinationAddres。该部分占32个BIT。13、选型NoOption。当需要记录路由时才使用该选项。。òICMP（网间网控制报文协议）协议ICMP应用广泛。在此仅给出最常见的回应请求与应答报文格式，用户命令ping便是利用此报文来测试信宿机的可到达性。报文格式如下图所示：类型0为回应应答报文，8为回应请求报文。整个数据包均参与检验。注意ICMP封装在IP数据包里传送。òUDP报文格式如下图：òTCP报文格式如下图：TCP是面向连接的可靠数据传输协议，因此比

7、较复杂，在此仅作简单介绍。“序号”指数据在发送端数据流中的位置。“确认号”指出本机希望下一个接收的字节的序号。与IP校验不同的是TCP，UDP校验采用伪头标加整个报文一同校验的方法。TCP协议工作原理另行介绍。TCP数据报中依次包括以下信息：1、16位源端口SourcePort。该部分占16个BIT。通过此值，可以看出发起连接的计算机源端口号。2、16位目的端口DestinationPort。该部分占16个BIT。通过此值，可以看出要登录的目的端口号。3、32位序列号InitialSequenceNumber。表示初始连接的请求号，即SEQ

8、值。该部分占32个BIT。4、32位确认号NextExpectedSEQNumbe。对方返回的ACK值。该部分占32个BIT。5、4位数据偏移DataOffset。表示数据偏移的