以太網首部

?1、IP頭的結構

(1)字節和數字的存儲順序是從右到左，依次是從低位到高位，而網絡存儲順序是從左到右，依次從低位到高位。

(2)版本：占第一個字節的高四位。頭長度：占第一個字節的低四位。

(3)服務類型：前3位為優先字段權，現在已經被忽略。接著4位用來表示最小延遲、最大吞吐量、最高可靠性和最小費用。

(4)封包總長度：整個IP報的長度，單位為字節。

(5)存活時間：就是封包的生存時間。通常用通過的路由器的個數來衡量，比如初始值設置為32，則每通過一個路由器處理就會被減一，當這個值為0的時候就會丟掉這個包，并用ICMP消息通知源主機。

(6)協議：定義了數據的協議，分別為：TCP、UDP、ICMP和IGMP。定義為：

＃define PROTOCOL_TCP??? 0x06

＃define PROTOCOL_UDP??? 0x11

＃define PROTOCOL_ICMP?? 0x06

＃define PROTOCOL_IGMP?? 0x06

(7)檢驗和：校驗的首先將該字段設置為0，然后將IP頭的每16位進行二進制取反求和，將結果保存在校驗和字段。

(8)來源IP地址：將IP地址看作是32位數值則需要將網絡字節順序轉化位主機字節順序。轉化的方法是：將每4個字節首尾互換，將2、3字節互換。

(9)目的IP地址：轉換方法和來源IP地址一樣。

在網絡協議中，IP是面向非連接的，所謂的非連接就是傳遞數據的時候，不檢測網絡是否連通。所以是不可靠的數據報協議，IP協議主要負責在主機之間尋址和選擇數據包路由。

2、ICMP協議的頭結構

?(1)類型：一個8位類型字段，表示ICMP數據包類型。(2)代碼：一個8位代碼域，表示指定類型中的一個功能。如果一個類型中只有一種功能，代碼域置為0。(3)檢驗和：數據包中ICMP部分上的一個16位檢驗和。

?3、TCP協議的頭結構

(1)TCP源端口(Source Port)：16位的源端口包含初始化通信的端口號。源端口和IP地址的作用是標識報文的返回地址。(2)TCP目的端口(Destination Port)：16位的目的端口域定義傳輸的目的。這個端口指明報文接收計算機上的應用程序地址接口。

(3)序列號(Sequence Number)：TCP連線發送方向接收方的封包順序號。

(4)確認序號(Acknowledge Number)：接收方回發的應答順序號。

(5)頭長度(Header Length)：表示TCP頭的雙四字節數，如果轉化為字節個數需要乘以4。

(6)URG：是否使用緊急指針，0為不使用，1為使用。

(7)ACK：請求/應答狀態。0為請求，1為應答。

(8)PSH：以最快的速度傳輸數據。

(9)RST：連線復位，首先斷開連接，然后重建。

(10)SYN：同步連線序號，用來建立連線。

(11)FIN：結束連線。如果FIN為0是結束連線請求，FIN為1表示結束連線。

(12)窗口大小(Window)：目的機使用16位的域告訴源主機，它想收到的每個TCP數據段大小。

(13)校驗和(Check Sum)：這個校驗和和IP的校驗和有所不同，不僅對頭數據進行校驗還對封包內容校驗。

(14)緊急指針(Urgent Pointer)：當URG為1的時候才有效。TCP的緊急方式是發送緊急數據的一種方式。

4、UDP協議的頭結構

(1)源端口(Source Port)：16位的源端口域包含初始化通信的端口號。源端口和IP地址的作用是標識報文的返回地址。(2)目的端口(Destination Port)：6位的目的端口域定義傳輸的目的。這個端口指明報文接收計算機上的應用程序地址接口。(3)封包長度(Length)：UDP頭和數據的總長度。(4)校驗和(Check Sum)：和TCP和校驗和一樣，不僅對頭數據進行校驗，還對包的內容進行校驗。

5、ARP報頭結構

(1)硬件類型字段指明了發送方想知道的硬件接口類型，以太網的值為1；

(2)協議類型字段指明了發送方提供的高層協議類型，IP為0800(16進制)；

(3)硬件地址長度和協議長度指明了硬件地址和高層協議地址的長度，這樣ARP報文就可以在任意硬件和任意協議的網絡中使用；

(4)操作字段用來表示這個報文的類型，ARP請求為1，ARP響應為2，RARP請求為3，RARP響應為4；

(5)發送方的硬件地址(0-3字節)：源主機硬件地址的前3個字節；

(6)發送方的硬件地址(4-5字節)：源主機硬件地址的后3個字節；

(7)發送方IP(0-1字節)：源主機硬件地址的前2個字節；

(8)發送方IP(2-3字節)：源主機硬件地址的后2個字節；

(9)目的硬件地址(0-1字節)：目的主機硬件地址的前2個字節；

(10)目的硬件地址(2-5字節)：目的主機硬件地址的后4個字節；

(11)目的IP(0-3字節)：目的主機的IP地址。

?ARP的工作原理如下：

1. ??首先，每臺主機都會在自己的ARP緩沖區(ARP Cache)中建立一個 ARP列表，以表示IP地址和MAC地址的對應關系。

2. ??當源主機需要將一個數據包要發送到目的主機時，會首先檢查自己 ARP列表中是否存在該 IP地址對應的MAC地址，如果有﹐就直接將數據包發送到這個MAC地址；如果沒有，就向本地網段發起一個ARP請求的廣播包，查詢此目的主機對應的MAC地址。此ARP請求數據包里包括源主機的IP地址、硬件地址、以及目的主機的IP地址。

3. ??網絡中所有的主機收到這個ARP請求后，會檢查數據包中的目的IP是否和自己的IP地址一致。如果不相同就忽略此數據包；如果相同，該主機首先將發送端的MAC地址和IP地址添加到自己的ARP列表中，如果ARP表中已經存在該IP的信息，則將其覆蓋，然后給源主機發送一個 ARP響應數據包，告訴對方自己是它需要查找的MAC地址；

4. ??源主機收到這個ARP響應數據包后，將得到的目的主機的IP地址和MAC地址添加到自己的ARP列表中，并利用此信息開始數據的傳輸。如果源主機一直沒有收到ARP響應數據包，表示ARP查詢失敗

努力學習，勤奮工作，讓青春更加光彩

再長的路，一步步也能走完，再短的路，不邁開雙腳也無法到達