计网_IP数据报(分组)结构/各层数据报之间的关系/PDU(协议数据单元)/IP数据报/Mac帧/以太帧之间的关系

文章目录

• ​​计算机网络数据单元基本联系​​

• ​​PDU/SDU/PCI​​

• ​​PDU别名​​

• ​​IP数据报​​
• ​​用户数据的多次封装:(4次头部封装)​​
• ​​IP数据报分片​​
• ​​wireshark 分析IP 数据报首部​​

• ​​IP数据报/以太网Mac帧之间的关系​​

• ​​以太网MAC帧格式有两种标准:​​

• ​​无效的以太网MAC 帧​​
• ​​以太网MAC帧特点​​

计算机网络数据单元基本联系

PDU/SDU/PCI

协议数据单元PDU

• PDU=SDU+PCI

PDU别名

段,报,帧

• 传输层(TCP/UDP):报文​​段​​(Segment)
• 网络层

• 分组(Packet)(比网络层分组Packet更加具体的是IP数据报/IP数据报分片)

• IP数据​​报​​(IP Datagram)
• IP数据报的分片(fragment)(a fragment of IP Datagram)
• 以上两者统称为​​分组​​

• 链路层(Ethernet/…):​​帧​​(frame)
• 物理层:比特(bit)
  
  review:
• Segment
  A segment is the unit of end-to-end transmission in the TCP protocol. A segment consists of a TCP header followed by application data. A segment is transmitted by encapsulation inside an IP datagram.
• IP Datagram
  An IP datagram is the unit of end-to-end transmission in the IP protocol. An IP datagram consists of an IP header followed by transport layer data, i.e., of an IP header followed by a message.
  In the description of the internet layer (Section 3), the unqualified term “datagram” should be understood to refer to an IP datagram.
• Packet
  A packet is the unit of data passed across the interface between the internet layer and the link layer. It includes an IP header and data. A packet may be​​​a complete IP datagram​​​ or​​a fragment of an IP datagram​​.
• Frame
  A frame is the unit of transmission in a link layer protocol, and consists of a link-layer header followed by
  a packet.

IP数据报

报文头部的结构是体现IP分组的核心
其中,固定部分又是核心中的核心(共占有20B)(80bit)
下表中,第一行(即分组头部的前4Byte)包含的内容该分组的最基本信息
第二行内容有三个字段,体现网络层的分组和该分组可能在数据链路层被分片有关

更细的划分

用户数据的多次封装:(4次头部封装)

总的来说,数据往越底层走,需要封装的内容就越多(处理的工序越多)

• 应用程序添加的头部
• TCP头部(传输层头部)
• IP头部(网络层头部)
• Ethernet头部和尾部(封装成帧)

• 如果数据链路层局域网采用以太网技术,那么IP分组的大小不超过1500Byte(不足46Bytes时,需要数据链路层做填充处理)
• 如果数据链路层采用的不是Ethernet,那么对IP分组的大小有其他要求
• EtherNet 和各层数据报之间的大致关系:

IP数据报分片

• 原始数据报首部被复制为各数据报片的首部，但必须修改有关字段的值。
• 例如:

• 一数据报的总长度为 3820 字节，其​​数据部分的长度为 3800 字节​​​（使
  用固定首部），需要​​​分片为长度不超过 1420 字节​​​的数据报片。
   因固定首部长度为 20 字节，因此​​​每个数据报片的数据部分长度​​​不能超
  过 1400 字节。
   于是分为 3 个数据报片，其数据部分的长度分别为 1400、1400 和
  1000 字节。
  

wireshark 分析IP 数据报首部

• ​​Identivication​​标识占了16位(从上面的抓包的取值0x739c(六进制数,而且是4位16进制数,每个十六进制数相当于4位二进制数,所以标识字段占2Byte:16bit
• ​​Flags​​标志

• 标志字段占三位
• 现在,仅有后面两位有用处,第一位暂时保留不用
• DF=1时,表示数据报不可分片(否则可)
• MF=1时,表示该IP分组是某个IP数据报的某个分片,且不是最后一个分片(否则就是最后一个分片)
• 

• 偏移位占13位
• 头部的第2行(4~7)字节中,第4字节的值是​​0100 0000​​​,其十六进制表示为​​0x40​​
• review:
  

IP数据报/以太网Mac帧之间的关系

以太网MAC帧格式有两种标准:

• DIX Ethernet V2标准（即以太网V2标准）
• IEEE 802.3标准

• 网络层IP数据报作为数据链路层中的MAC子层的MAC帧的数据部分,即MAC帧作基于IP数据包进行封装
• 封装以太网MAC帧(会插入8Byte:64bit)的头部(包括48bit的前同步码和8bit的帧开始定界符)

• 在帧的前面插入（硬件生成）的8 字节中
• 第一个字段共 7 个字节，是​​前同步码​​，用来迅速实现MAC 帧的比特同步。
• 第二个字段1 个字节是​​帧开始定界符​​​，表示后面的​​信息就是MAC 帧​​。

• 在​​以太网链路​​​上的数据包称作​​以太帧​​
• 下图中包含前头8​​字节​​​的完整数据包可以称为​​以太帧​​
• 更主要的,是其中以太帧中的​​以太网MAC帧​​
• ​​以太帧​​起始部分由前导码和帧开始定界符组成
• 目的地址+源地址+类型(14Byte)构成​​以太网MAC帧报头​​
• 以太网MAC帧的中部的数据部分一般是IP数据报
• 

无效的以太网MAC 帧

• 数据字段的长度与长度字段的值不一致；
• 帧的长度不是整数个字节；
• 用收到的帧检验序列FCS 查出有差错；
• 数据字段的长度不在46 ~ 1500 字节之间。

以太网MAC帧特点

• 有效的MAC 帧长度为64 ~ 1518 字节之间。
• 对于检查出的无效MAC 帧就简单地丢弃。以太网不负责重传
  丢弃的帧。