具有口碑的柳州网站建设哪家好,济南在线制作网站,百度网站制作推广,网店推广渠道有哪些Linux网络编程——以太网 宗旨#xff1a;技术的学习是有限的#xff0c;分享的精神是无限的。 1、以太网帧格式 源地址和目的地址是指网卡的硬件地址#xff08;也叫MAC地址#xff09;#xff0c;长度是48位#xff0c;是在网卡出厂时固化的。用ifconfig命令查看#…Linux网络编程——以太网 宗旨技术的学习是有限的分享的精神是无限的。 1、以太网帧格式 源地址和目的地址是指网卡的硬件地址也叫MAC地址长度是48位是在网卡出厂时固化的。用ifconfig命令查看“ 硬件地址 00:0c:29:cf:7e:1a ” 。协议字段有三种值分别对应IP、 ARP、 RARP。帧末尾是CRC校验码。 ARP和RARP数据包的长度不够46字节要在后面补填充位。最大值1500称为以太网的最大传输单元 MTU不同的网络类型有不同的MTU如果一个数据包从以太网路由到拨号链路上数据包长度大于拨号链路的MTU了则需要对数据包进行分片 fragmentation。ifconfig查看“ MTU:1500”。MTU这个概念指数据帧中有效载荷的最大长度不包括帧首部的长度。 2、数据报格式 在网络通讯时源主机的应用程序知道目的主机的IP地址和端口号却不知道目的主机的硬件地址而数据包首先是被网卡接收到再去处理上层协议的如果接收到的数据包的硬件地址与本机不符则直接丢弃。因此在通讯前必须获得目的主机的硬件地址。 ARP协议就起到这个作用。源主机发出ARP请求询问“IP地址是192.168.0.1的主机的硬件地址是多少”并将这个请求广播到本地网段以太网帧首部的硬件地址填FF:FF:FF:FF:FF:FF表示广播目的主机接收到广播的ARP请求发现其中的IP地址与本机相符则发送一个ARP应答数据包给源主机将自己的硬件地址填写在应答包中。 每台主机都维护一个ARP缓存表可以用arp -a命令查看。缓存表中的表项有过期时间一般为20分钟如果20分钟内没有再次使用某个表项则该表项失效下次还要发ARP请求来获得目的主机的硬件地址。
ARP数据报格式 注意到源MAC地址、目的MAC地址在以太网首部和ARP请求中各出现一次对于链路层为以太网的情况是多余的但如果链路层是其它类型的网络则有可能是必要的。硬件类型指链路层网络类型1为以太网协议类型指要转换的地址类型0x0800为IP地址后面两个地址长度对于以太网地址和IP地址分别为6和4字节op字段为1表示ARP请求op字段为2表示ARP应答。
例如请求帧
以太网首部 14字节
0000: ff ff ff ff ff ff 00 05 5d 61 58 a8 08 06
ARP帧 28字节
0000: 00 01
0010: 08 00 06 04 00 01 00 05 5d 61 58 a8 c0 a8 00 37
0020: 00 00 00 00 00 00 c0 a8 00 0218
填充位 字节
0020: 00 77 31 d2 50 10
0030: fd 78 41 d3 00 00 00 00 00 00 00 00
以太网首部目的主机采用广播地址源主机的MAC地址是00:05:5d:61:58:a8上层协议类型0x0806表示ARP。
ARP帧硬件类型0x0001表示以太网协议类型0x0800表示IP协议硬件地址MAC地址长度为6协议地址IP地址长度为4op为0x0001表示请求目的主机的MAC地址源主机MAC地址为00:05:5d:61:58:a8源主机IP地址为c0 a8 00 37192.168.0.55目的主机MAC地址全0待填写目的主机IP地址为c0 a8 00 02192.168.0.2。
由于以太网规定最小数据长度为46字节 ARP帧长度只有28字节因此有18字节填充位填充位的内容没有定义与具体实现相关。 应答帧如下
以太网首部
0000: 00 05 5d 61 58 a8 00 05 5d a1 b8 40 08 06
ARP帧0000: 00 01
0010: 08 00 06 04 00 02 00 05 5d a1 b8 40 c0 a8 00 02
0020: 00 05 5d 61 58 a8 c0 a8 00 37
填充位0020: 00 77 31 d2 50 100030: fd 78 41 d3 00 00 00 00 00 00 00 00
以太网首部目的主机的MAC地址是00:05:5d:61:58:a8源主机的MAC地址是00:05:5d:a1:b8:40上层协议类型0x0806表示ARP。
ARP帧硬件类型0x0001表示以太网协议类型0x0800表示IP协议硬件地址 MAC地址长度为6协议地址 IP地址长度为4op为0x0002表示应答源主机MAC地址为00:05:5d:a1:b8:40源主机IP地址为c0 a8 00 02 192.168.0.2目的主机MAC地址为00:05:5d:61:58:a8目的主机IP地址为c0 a8 00 37 192.168.0.55。 3、数据报格式 IP数据报的首部长度和数据长度都是可变长的但总是4字节的整数倍。对于IPv44位版本字段是4。4位首部长度的数值是以4字节为单位的最小值为5也就是说首部长度最小是4x520字节也就是不带任何选项的IP首部4位能表示的最大值是15也就是说首部长度最大是60字节。8位TOS字段有3个位用来指定IP数据报的优先级目前已经废弃不用还有4个位表示可选的服务类型最小延迟、最大呑吐量、最大可靠性、最小成本还有一个位总是0。总长度是整个数据报包括IP首部和IP层payload的字节数。每传一个IP数据报16位的标识加1可用于分片和重新组装数据报。3位标志和13位片偏移用于分片。 TTLTime to live)是这样用的源主机为数据包设定一个生存时间比如64每过一个路由器就把该值减1如果减到0就表示路由已经太长了仍然找不到目的主机的网络就丢弃该包因此这个生存时间的单位不是秒而是跳hop。协议字段指示上层协议是TCP、UDP、ICMP还是IGMP。然后是校验和只校验IP首部数据的校验由更高层协议负责。IPv4的IP地址长度为32位。 4、IP地址 IPv4的IP地址长度为4字节通常采用点分十进制表示法dotted decimal representation例如0xc0a80002表示为192.168.0.2。 Internet被各种路由器和网关设备分隔成很多网段为了标识不同的网段需要把32位的IP地址划分成网络号和主机号两部分网络号相同的各主机位于同一网段相互间可以直接通信网络号不同的主机之间通信则需要通过路由器转发。 A类 0.0.0.0到127.255.255.255
B类 128.0.0.0到191.255.255.255
C类 192.0.0.0到223.255.255.255
D类 224.0.0.0到239.255.255.255
E类 240.0.0.0到247.255.255.255 一个A类网络可容纳的地址数量最大一个B类网络的地址数量是65536一个C类网络的地址数量是256。 D类地址用作多播地址 E类地址保留未用。 网络号和主机号的划分需要用一个额外的子网掩码subnet mask来表示而不能由IP地址本身的数值决定也就是说网络号和主机号的划分与这个IP地址是A类、 B类还是C类无关因此称为Classless的。这样多个子网就可以汇总summarize成一个Internet上的网络例如有8个站点都申请了C类网络本来网络号是24位的但是这8个站点通过同一个ISPInternet serviceprovider连到Internet上它们网络号的高21位是相同的只有低三位不同这8个站点就可以汇总在Internet上只需要一个路由表项数据包通过Internet上的路由器到达ISP然后在ISP这边再通过次级的路由器选路到某个站点。
例如子网1 子网2 IP地址与子网掩码做与运算可以得到网络号主机号从全0到全1就是子网的地址范围。IP地址和子网掩码还有一种更简洁的表示方法例如140.252.20.68/24表示IP地址为140.252.20.68子网掩码的高24位是1也就是255.255.255.0。 如果一个组织内部组建局域网 IP地址只用于局域网内的通信而不直接连到Internet上理论上使用任意的IP地址都可以但是RFC 1918规定了用于组建局域网的私有IP地址这些地址不会出现在Internet上如下表所示。
10.*前8位是网络号共16,777,216个地址
172.16.*到172.31.*前12位是网络号共1,048,576个地址
192.168.*前16位是网络号共65,536个地址 127.*的IP地址用于本机环回(loop back)测试通常是127.0.0.1。loopback是系统中一种特殊的网络设备如果发送数据包的目的地址是环回地址或者与本机其它网络设备的IP地址相同则数据包不会发送到网络介质上而是通过环回设备再发回给上层协议和应用程序主要用于测试。
