1。地址解析
地址解析（Address Resolution）就是將計(jì)算機(jī)中的協(xié)議地址翻譯成物理地址（或稱MAC地址）。地址解析只能在本地網(wǎng)進(jìn)行。
地址解析技術(shù)分為如下幾種：
（1）表查詢（Table-Lookup）。該方法適合廣域網(wǎng)（WAN），通過建立映射數(shù)組（協(xié)議地址--物理地址）的方法查詢。
（2）相近形式計(jì)算（Close Form-Compute）。該方法適用于可以自行配置的網(wǎng)絡(luò)，IP地址和物理地址相互對(duì)應(yīng)，例如： 220.123.5.1 –>xxx1
220.123.5.2->xxx2
可通過這種方法得到物理地址：物理地址=協(xié)議地址&0xFF。
（3）信息交換（Message-Exchange）。該方法適用于局域網(wǎng)（LAN），是基于分布式的處理方式，即主機(jī)發(fā)送一個(gè)解析請(qǐng)求，一廣播的形式發(fā)出，并等待網(wǎng)絡(luò)各個(gè)主機(jī)的響應(yīng)。
2。數(shù)據(jù)包的封裝和分用
當(dāng)應(yīng)用程序用TCP傳送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)被送入?yún)f(xié)議棧中，然后逐個(gè)通過每一層，直到當(dāng)作一串比特流傳送如網(wǎng)絡(luò)。其中每一層收到數(shù)據(jù)都要增加一些首部信息（有時(shí)還要增加尾部信息）。
以太網(wǎng)的幀的長(zhǎng)度必須在46~1518字節(jié)之間。
IP在首部中存入一個(gè)長(zhǎng)度為8bit的數(shù)據(jù)，稱作協(xié)議域。1表示ICMP，2表示IGMP，6表示TCP，17表示UDP。
3。以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層幀結(jié)構(gòu)
|前導(dǎo)符 |起始幀分界符 |目標(biāo)地址 |源地址 |長(zhǎng)度/類型 |數(shù)據(jù) | CRC
|7byte |1byte |6byte |6byte |2byte |46--1500byte | 4byte
IEEE802.3MAC幀結(jié)構(gòu)
前導(dǎo)符（Preamble）：其中1和0交替出現(xiàn)，警告接收系統(tǒng)即將有數(shù)據(jù)幀到來(lái)，同時(shí)同步系統(tǒng)時(shí)序。
起始幀分界符（SFD）：一個(gè)字節(jié)，為10101011，標(biāo)志幀的開始。SFD通知接收方后面所有的內(nèi)容都是數(shù)據(jù)。
目標(biāo)地址（Destination Address）：包含數(shù)據(jù)幀的目的物理地址。
源地址（Source Address）：包含轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀的最后一個(gè)設(shè)備的物理地址。
PDU的長(zhǎng)度/類型(Length/Type):該字段指出PDU的長(zhǎng)度或封裝的數(shù)據(jù)類型。當(dāng)PDU的長(zhǎng)度固定式，這個(gè)字段用來(lái)表示數(shù)據(jù)類型，如IP（0x0800)、ARP(0x0806)、RARP(0x8035)等。
數(shù)據(jù)：保存高層協(xié)議的數(shù)據(jù)（PDU）。
CRC：IEEE802.3MAC幀的最后一個(gè)字段是檢錯(cuò)信息，通常為CRC-32。
4。IP
IP復(fù)雜在TCP/IP提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的封裝及產(chǎn)生協(xié)議頭。由于以太網(wǎng)幀的大小要受限制，并且不同的幀可能由不同的網(wǎng)絡(luò)路徑傳送，因此IP協(xié)議需要將較大的數(shù)據(jù)報(bào)文分割開來(lái)，并且在目的主機(jī)處按正確的順序組合。但是，IP協(xié)議不負(fù)責(zé)包的校驗(yàn)，它是一種無(wú)連接，不可靠的服務(wù)。如果發(fā)生錯(cuò)誤，IP協(xié)議則丟棄該數(shù)據(jù)報(bào)，然后發(fā)送ICMP消息報(bào)給信源端。此外，IP協(xié)議還有負(fù)責(zé)尋找路由，因此還需要配套一個(gè)確定的IP地址。
IP數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)Internet上數(shù)據(jù)的通信的基本單元，這些數(shù)據(jù)不超過1000字節(jié)才。
IP數(shù)據(jù)報(bào)格式
*版本(VERS):指定IP協(xié)議的版本號(hào)，對(duì)于IPv4來(lái)說(shuō)，版本為4。
*報(bào)頭長(zhǎng)度（HLENS）：指定IP報(bào)頭的長(zhǎng)度，以字為單位，范圍5-15個(gè)word。
*服務(wù)類型（ToS）：表示數(shù)據(jù)報(bào)的服務(wù)類型，即處理的優(yōu)先級(jí)，包括延時(shí)，吞吐量，可靠性或代價(jià)。
*報(bào)文總長(zhǎng)度（Total Length）：IP數(shù)據(jù)報(bào)最大為65535字節(jié)，網(wǎng)絡(luò)主機(jī)可以使用數(shù)據(jù)報(bào)長(zhǎng)度來(lái)確定一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的結(jié)束和下一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的開始；當(dāng)傳送長(zhǎng)度超過65535字節(jié)的IP數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，大多數(shù)的鏈路層都會(huì)分片。主機(jī)一般要求接收的數(shù)據(jù)報(bào)不超過576字節(jié)。
*標(biāo)識(shí)符（ID）：該16位標(biāo)識(shí)符由產(chǎn)生它的主機(jī)唯一指定給數(shù)據(jù)報(bào)，分段后的數(shù)據(jù)報(bào)享同一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)共享一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)ID。
*標(biāo)識(shí)（FLG）：包括3個(gè)1位標(biāo)志，標(biāo)識(shí)報(bào)文是否允許被分段和是否可以被分段。
第一位保留并設(shè)為0。
第二位0表示報(bào)文可以被分段，1表示報(bào)文不能被分段。
第三位只有在第一位為0時(shí)才有意義，這一位標(biāo)識(shí)次報(bào)文是否是這一系列分段的最后一個(gè)，0表示報(bào)文時(shí)最后一個(gè)。
*分段偏移量（Fragment Offset）：指定分段在整個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)中的位置。
*生命周期（TTL）：代表數(shù)據(jù)報(bào)被丟棄前能夠穿越的最大主機(jī)跳數(shù)。TTL的初始值由源主機(jī)設(shè)置，其理論最大值為255，每經(jīng)過一個(gè)處理節(jié)點(diǎn)減1。當(dāng)該字段為0時(shí)，報(bào)文就被認(rèn)為是不可轉(zhuǎn)發(fā)，之后產(chǎn)生一個(gè)ICMP報(bào)文發(fā)回源主機(jī)，并丟棄不可轉(zhuǎn)發(fā)的報(bào)文。
*協(xié)議（Protocol):主要標(biāo)識(shí)上層協(xié)議的類型，一般是指TCP協(xié)議、UDP協(xié)議、ICMP協(xié)議和IGMP協(xié)議。
*頭校驗(yàn)和（Header Checksum):目的是保證頭的正確性，目的機(jī)和網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)網(wǎng)關(guān)都要重新計(jì)算報(bào)頭的校驗(yàn)和，如果計(jì)算出校驗(yàn)和與報(bào)文所含的校驗(yàn)和不同，則丟棄該報(bào)文。
*源IP地址（Source IP Address）：指明數(shù)據(jù)報(bào)的發(fā)送地址。
*目的IP地址（Destination IP Address）：指明數(shù)據(jù)報(bào)接收方的地址。
*選項(xiàng)（Options）：在IPv4中，主要用于網(wǎng)絡(luò)測(cè)試和調(diào)試。
*填充區(qū)（Padding）：為了保證IP頭長(zhǎng)度是32為整數(shù)倍，要填充額外的0。
IP協(xié)議時(shí)TCP和UDP的基礎(chǔ)。ICMP和IGMP是IP層協(xié)議的附屬協(xié)議。
5。TCP（Transmission Control Protocol）
TCP提供一個(gè)完全可靠地、面向連接的、全雙工的流傳輸服務(wù)。
TCP段格式
*源端口：16bit源端口指的是發(fā)起通信的端口號(hào)。
*目的端口：16bit目的端口指的是傳輸目的地的端口號(hào)。
*序號(hào)：該序號(hào)是32bit的無(wú)符號(hào)數(shù)，到達(dá)2^32-1后又從0開始，表示在這個(gè)報(bào)文段中的第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的編號(hào)。利用序號(hào)段可以糾正傳輸導(dǎo)致的亂序，從而重組分段報(bào)文。
*確認(rèn)序號(hào)：TCP使用32確認(rèn)號(hào)標(biāo)識(shí)下一個(gè)希望收到的報(bào)文的第一個(gè)字節(jié)的編號(hào)。因此，確認(rèn)號(hào)應(yīng)當(dāng)是上一次成功接收到的數(shù)據(jù)字節(jié)序號(hào)加1。
*首部長(zhǎng)度：4bit，該字段以字為單位計(jì)量TCP頭長(zhǎng)度。
*保留：6bit恒為0，將來(lái)定義新的用途。
*URG：緊急指針有效。
*ACK：確認(rèn)序號(hào)有效。
*PSH：接收方應(yīng)該盡快將這個(gè)報(bào)文交給應(yīng)用層。
*RST：重置連接。
*SYN：同步序號(hào)，用來(lái)發(fā)起一個(gè)連接。
*FIN：發(fā)送端完成發(fā)送任務(wù)。
*窗口：該16bit字段表明接收端聲明可以接收的TCP數(shù)據(jù)段大小，最大為65535字節(jié)。
*校驗(yàn)和：該16bit由發(fā)送端計(jì)算存儲(chǔ)，由接收端進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證整個(gè)TCP，包括首部和數(shù)據(jù)。
*緊急指針：只有當(dāng)URG置1時(shí)才有效。緊急指針是一個(gè)正的偏移量，和序號(hào)字段中的值相加表示緊急數(shù)據(jù)最后一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。用于發(fā)送緊急數(shù)據(jù)、
*選項(xiàng)：常見可選字段是最長(zhǎng)報(bào)文大小。
*數(shù)據(jù)：TCP數(shù)據(jù)部分是可選的。在建立和釋放連接時(shí)，雙方交換的只有TCP首部。
6。TCP建立連接的3次握手
(1)請(qǐng)求端（客戶）發(fā)送一個(gè)SYN段，指明客戶打算連接的服務(wù)器的端口以及SEQ（初始序號(hào)）。
（2）服務(wù)器發(fā)回包含服務(wù)器的SEQ（初始序號(hào)）的SYN報(bào)文段作為應(yīng)答。同時(shí)序號(hào)（ISN）加1，用以對(duì)客戶的SYN報(bào)文段進(jìn)行確認(rèn)。
（3）客戶將確認(rèn)服務(wù)器的ISN加1，用以對(duì)服務(wù)器的SYN報(bào)文段進(jìn)行確認(rèn)。
7。UDP
UDP數(shù)據(jù)報(bào)首部
8。ARP/RARP
ARP(Address Resolution Protocol，地址解析協(xié)議) ARP中規(guī)定了兩種信息的基本類型： 請(qǐng)求（Request）和應(yīng)答（Response）。
*操作類型：該16bit字段用以區(qū)分協(xié)議的四種操作類型，即ARP請(qǐng)求（值為1），ARP應(yīng)答（值為2）,
RARP請(qǐng)求（值為3），RARP請(qǐng)求（值為4）。
9。ICMP
ICMP全稱為Internet Control Protocol，即Internet控制報(bào)文協(xié)議。ICMP是IP的附屬協(xié)議，IP用它來(lái)與其他主機(jī)或路由器交換錯(cuò)誤報(bào)文和其他一些網(wǎng)絡(luò)情況。
在ICMP包中攜帶了控制信息和故障恢復(fù)信息，這些信息有以下幾個(gè)方面：
*源抑制：這是一個(gè)流控制信息，由接收方向源主機(jī)發(fā)送該消息來(lái)請(qǐng)求源主機(jī)停止發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)接收主機(jī)在其緩沖區(qū)快滿時(shí)發(fā)送該信息。
*路徑重定向：由網(wǎng)關(guān)向請(qǐng)求其提供服務(wù)的主機(jī)發(fā)送，用于通知該主機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中還有其他距離目的主機(jī)更近的網(wǎng)關(guān)。
*主機(jī)不可達(dá)：在網(wǎng)絡(luò)狀況不佳的網(wǎng)絡(luò)中傳送數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，發(fā)生故障的網(wǎng)關(guān)或者系統(tǒng)會(huì)發(fā)送此信息。
*應(yīng)答請(qǐng)求與回復(fù)：用Ping來(lái)檢測(cè)目標(biāo)是否可達(dá)。
