IP报文中的协议字段有哪些.docx
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IP报文中的协议字段有哪些
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IP报文中的协议字段有哪些
篇一:
网络协议报文格式大集合
目录
1序、..........................................................................................................................................................2
1.1协议的概念...........................................................................................................................................2
1.2tcp/ip体系结构..................................................................................................................................2
2链路层协议报文格式................................................................................................................................2
2.1ethernet报文格式................................................................................................................................2
2.2802.1qVlan数据帧(4字节).............................................................................................................3
2.3qinq帧格式.........................................................................................................................................4
2.4ppp帧格式..........................................................................................................................................4
2.5stp协议格式.......................................................................................................................................5
2.5.1语法...........................................................................................................................................5
2.5.2语义...........................................................................................................................................6
2.5.3时序...........................................................................................................................................8
2.6Rstp消息格式....................................................................................................................................9
2.6.1语法...........................................................................................................................................9
2.6.2语义.........................................................................................................................................11
2.6.3时序.........................................................................................................................................13
3网络层协议报文.....................................................................................................................................14
3.1ip报文头............................................................................................................................................14
3.2aRp协议报文.....................................................................................................................................16
3.2.1语法.........................................................................................................................................16
3.2.2语义.........................................................................................................................................17
3.2.3时序.........................................................................................................................................17
3.3VRRp协议报文..................................................................................................................................18
3.3.1语法.........................................................................................................................................18
3.4bgp协议报文....................................................................................................................................19
3.4.1语法.........................................................................................................................................19
3.4.2语义.........................................................................................................................................25
1序、
1.1协议的概念
协议由语法、语义和时序三部分组成:
语法:
规定传输数据的格式;
语义:
规定所要完成的功能;
时序:
规定执行各种操作的条件、顺序关系;
1.2tcp/ip体系结构
tcp/ip协议分为四层结构,每一层完成特定的功能,包括多个协议。
本课程实验中相关协议的层次分布如附图3-1所示。
图1-1tcp/ip协议层次
这些协议之间的pdu封装并不是严格按照低层pdu封装高层pdu的方式进行的,附图3-2显示了ethernet帧、aRp分组、ip分组、icmp报文、tcp报文段、udp数据报、Rip报文、ospF报文和Ftp报文之间的封装关系。
图1-2各协议pdu间的封装关系
2链路层协议报文格式
2.1ethernet报文格式
最新的ieee802.3标准(20xx年)中定义ethernet帧格式如下:
图2-1以太网报文格式
其中,类型/长度值小于1536(0x0600)时表示数据字段的长度,大于等于1536(0x0600)
时表示数据字段的协议类型。
类型/长度值0x0800表示帧中封装的数据为ip分组,类型值0x0806表示帧中封装的数据为aRp分组。
ethernetii类型以太网帧的最小长度为64字节(6+6+2+46+4)最大长度为1518字
节(6+6+2+1500+4)。
其中前12字节分别标识出发送数据帧的源节点mac地址和接收数据帧的目标节点mac地址。
(注:
isl封装后可达1548字节,802.1q封装后可达1522字节)
接下来的2个字节标识出以太网帧所携带的上层数据类型,如下:
ipv4:
0x0800
aRp:
0x0806
pppoe:
0x8864
802.1qtag:
0x8100
ipV6:
0x86dd
mplslabel:
0x8847
在不定长的数据字段后是4个字节的帧校验序列(Frame.checksequence,Fcs)
2.2802.1qVlan数据帧(4字节)
图2-2Vlan数据帧结构
type:
长度为2字节,取值为0x8100,表示此帧的类型为802.1qtag帧。
pRi:
长度为3比特,可取0~7之间的值,表示帧的优先级,值越大优先级越高。
该
优先级主要为qos差分服务提供参考依据(cos)。
cFi字段标识mac地址在不同的传输介质中是否以标准格式进行封装,长度为1bit,
取值为0
表示mac地址以标准格式进行封装,为1表示以非标准格式封装,缺省取值为0
Vlanidentifier(Vid):
长度12bits,可配置的Vlanid取值范围为1~4094。
通常vlan0
和vlan4095预留,vlan1为缺省vlan,一般用于网管。
2.3qinq帧格式
图2-3qinq帧结构
2.4ppp帧格式
图2-4ppp帧格式
ppp报文的内容是指address、control、protocol和information四个域的内容。
各字段的含义如下。
Flag域Flag
域标识了一个物理帧的起始和结束,该字节为
0x7e。
address域ppp协议是被运用在点对点的链路上,它可以唯一标识对方。
因此使用ppp协议互连的两个通信设备无须知道对方的数据链路层地址。
所以该字节已无任何意义,按照协议的规定将该字节填充为全1的广播地址。
control域同address域一样,ppp数据帧的control域也没有实际意义,按照协议的规定通信双方将该字节的内容填充为0x03。
address和control域一起表示了此报文为ppp报文,即ppp报文头为FF03。
protocol域协议域可用来区分ppp数据帧中信息域所承载的数据报文的内容。
图2-5protocol协议域
information域信息域最大长度是1500字节,其中包括填充域的内容。
信息域的最大长
度等于ppp协议中mRu(maximumReceiveunit)的缺省值。
2.5stp协议格式
2.5.1语法
图2-6stp报文格式
以太网报文头:
目的mac地址―目的地址是一个固定的桥的组播地址(0x0180c2000000)源mac地址―即发送该配置消息的桥mac地址
长度/类型―这里表示帧长
llcheader―固定的链路头-0x424203
payload―bpdu数据bpdu数据:
protocolid―
恒为
0。
Version―恒为0。
type―决定该帧中所包含的两种bpdu格式类型(配置bpdu或tcnbpdu)。
Flags―标志活动拓朴中的变化,包含在拓朴变化通知(topologychangenotifications)
的下一部分中。
如下图:
stp只使用了第0和第7比特位。
篇二:
以太网协议报文格式
tcp/ip协议族
ip/tcp
telnet和Rlogin、Ftp以及smtpip/udp
dns、tFtp、bootp、snmp
icmp是ip协议的附属协议、igmp是internet组管理协议
aRp(地址解析协议)和RaRp(逆地址解析协议)是某些网络接口(如以太网和令牌环网)使用的特殊协议,用来转换ip层和网络接口层使用的地址。
1、
以太帧类型
以太帧有很多种类型。
不同类型的帧具有不同的格式和mtu值。
但在同种物理媒体上都可同时存在。
标签协议识别符(tagprotocalidentifier,tpid):
一组16位元的域其数值被设定在0x8100以用来辨别某个ieee802.1q的帧为已被标签的,而这个域所被标定位置与乙太形式/
长度在未标签帧的域相同,这是为了用来区别未标签的帧。
优先权代码点(prioritycodepoint,pcp):
以一组3位元的域当作优先权的参考,从0(最低)到7(最高),用来对资料流(音讯、影像、档案等等)作传输的优先级。
标准格式指示(canonicalFormatindicator,cFi):
1位元的域。
若是这个域的值
为1,则mac地指则为非标准格式;若为0,则为标准格式;在乙太交换器中他通常默认为0。
在乙太和令牌环中,cFi用来做为两者的相容。
若帧在乙太端中接收资料则cFi的值须设为1,且这个端口不能与未标签的其他端口桥接。
虚拟局域网识别符(Vlanidentifier,Vid):
12位元的域,用来具体指出帧是属于
哪个特定Vlan。
值为0时,表示帧不属于任何一个Vlan;此时,802.1q标签代表优先权。
16位元的值0x000和0xFFF为保留值,其他的值都可用来做为共4094个Vlan的识别符。
在桥接器上,Vlan1在管理上做为保留值。
这个12位元的域可分为两个6位元的域以延伸目的(destination)与源(source)之48位元地址,18位元的(triple-tagging)可和原本的48位元相加成为66位元的地址。
0、以太网的封装格式(RFc894)
ieee802.2/802.3(RFc1042)
一个0x0800的以太类型说明这个帧包含的是ipv4数据报。
同样的,一个0x0806的以太类型说明这个帧是一个aRp帧,0x8100说明这是一个ieee802.1q帧,而0x86dd说明这是一个ipv6帧,而0x8864有pppoe封装(其他以太网类型见附2)
1、以太网pause帧
ieee802.3x是全双工以太网数据链路层的流控方法。
当客户终端向服务器发出请求后,自身系统或网络产生拥塞时,它会向服务器发出pause帧,以延缓服务器向客户终端的数据传输。
有关交换机的流量控制机制:
定义:
流量控制用于防止在端口阻塞的情况下丢帧,这种方法是当发送或接收缓冲区开始溢出时通过将阻塞信号发送回源地址实现的。
流量控制可以有效的防止由于网络中瞬间的大量数据对网络带来的冲击,保证用户网络高效而稳定的运行。
两种控制流量的方式:
1,在半双工方式下,即半双工背压控制,是通过反向压力(backpressure)即我们通常说的背压计数实现的,这种计数是通过向发送源发送jamming信号使得信息源降低发送速度。
2,在全双工方式下,流量控制一般遵循ieee802.3x标准,是由交换机向信息源发送“pause”帧令其暂停发送。
采用流量控制,使传送和接受节点间数据流量得到控制,可以防止数据包丢失。
pause帧格式:
mac控制帧通过其唯一的类型域标识符(0x8808)识别。
pause格式:
目的地址:
组播地址(01-80-c2-00-00-01)源地址:
类型:
8808
mac控制操作码:
2个字节0x0001(pause帧仅是mac控制帧的一种,对于pause帧,其在mac控制帧中的操作码为00-01;)
mac控制操作参数域:
2个字节代表要求对方停止的时间。
(mac控制参数域,包含用于mac控制相关的参数。
保留域。
对于pause帧,此处应填入要求对端设备暂停发送的时间长度,由两个字节(16位)来表示该长度,每单位长度为物理层芯片发送512
位数据的时间。
所以发送一次pause帧,要求对端设备暂停发送的时间长度为:
0-65535×
(512/以太网传输速率)。
)
2、以太网Vlan帧格式
一、ieee802.1q标签帧格式
7b
1b
6b6b
4b
2b
42-1496b
4b
Vlantag
:
4字节,包含2个字节的标签协议标识(tpid)和2个字节的标签控制信息(tci),tci字段具体又分为:
priorty、cFi、Vlanid,具体格式如下所示:
2b
1b
12b
3b
tpid(标签协议标识):
2字节,用于标识帧的类型,其值为0x8100时表示802.1q/802.1p
的帧。
设备可以根据这个字段判断对它接收与否。
tci(标签控制信息字段):
2字节,包括用户优先级(userpriority)、规范格式指示器
(canonicalFormatindicator)和Vlanid。
userpriority:
3个bti,表示帧的优先级,取值范围0~7,值越大优先级越高,用
于802.1p。
cFi,1bit,值为0代表mac地址是以太帧的mac,值为1代表mac地址是Fddi、
令牌环网的帧。
Vid(Vlanid):
12bit,表示Vlan的值。
12bit共可以表示4096个Vlan,实际上,
由于Vid0和4095被802.1q协议保留,所以Vlan的最大个数是4094(1-4094)个(据说Vid=0用于识别帧优先级。
4095(FFF)作为预留值)
篇三:
报文头格式
tcp报文头:
(一般20-60字节
)
32位端口号:
源端口和目的端口各占16位,2的16次方等于65536,看端口的命令:
netstat。
32位序号:
也称为顺序号(sequencenumber),简写为seq,
32位确认序号:
也称为应答号(acknowledgmentnumber),简写为ack。
在握手阶段,确认序号将发送方的序号加1作为回答。
4位首部长度:
这个字段占4位,它的单位时32位(4个字节)。
本例值为7,tcp的头长度为28字节,等于正常的长度20字节加上可选项8个字节。
,tcp的头长度最长可为60字节(二进制1111换算为十进制为15,15*4字节=60字节)。
6位标志字段:
ack置1时表示确认号(为合法,为0的时候表示数据段不包含确认信息,确认号被忽略。
Rst置1时重建连接。
如果接收到Rst位时候,通常发生了某些错误。
syn置1时用来发起一个连接。
Fin置1时表示发端完成发送任务。
用来释放连接,表明发送方已经没有数据发送了。
uRg紧急指针,告诉接收tcp模块紧要指针域指着紧要数据。
注:
一般不使用。
psh置1时请求的数据段在接收方得到后就可直接送到应用程序,而不必等到缓冲区满时才传送。
注:
一般不使用。
16位检验和:
检验和覆盖了整个的tcp报文段:
tcp首部和tcp数据。
这是一个强制性的字段,一定是由发端计算和存储,并由收端进行验证。
16位紧急指针:
注:
一般不使用。
只有当uRg标志置1时紧急指针才有效。
紧急指针是一个正的偏移量,和序号字段中的值相加表示紧急数据最后一个字节的序号。
可选与变长选项:
通常为空,可根据首部长度推算。
用于发送方与接收方协商最大报文段长度(mss),或在高速网络环境下作窗口调节因子时使用。
首部字段还定义了一个时间戳选项。
最常见的可选字段是最长报文大小,又称为mss(maximumsegmentsize)。
每个连接方通常都在握手的第一步中指明这个选项。
它指明本端所能接收的最大长度的报文段。
1460是以太网默认的大小。
udp报文头(8字节)
2字节源端口字段
源端口是一个大于1023的16位数字,由基于udp应用程序的用户进程随机选择。
2字节目的端口字段
2字节长度字段
指明了包括首部在内的udp报文段长度。
udp长字段的值是udp报文头的长度(8字节)与udp所携带数据长度的总和。
确定udp长字段值的快速方法是将ip长字段的值减去20个字节。
因为ip报文头的长度始终是20字节,所以结果就总是取决于udp报文头及udp数据的长度。
例如,如果ip所带数据为1480字节,则可以知道udp所带的数据是1452字节(1480-20(ip)-8(udp报头)=udp数据)。
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