TCPIP学习笔记Word格式.docx
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B类地址的范围为：
128.0.0.0-191.255.255.255
C类地址的范围为：
192.0.0.0-223.255.255.255
D类地址的范围为：
224.0.0.0-239.255.255.255
E类地址的范围为：
240.0.0.0-247.255.255.266
◆几个特殊IP地址
网络地址：
IP地址中主机地址全为0的地址，如128.211.0.0。
广播地址：
IP地址中主机地址全为1的地址，如128.211.255.255。
环回地址：
127.0.0.1，主要用于测试。
2、子网掩码：
现在的主机都要求支持子网掩码，不再把IP地址看成为由单纯的一个网络号和一个主机号组成，而是把主机号再分成一个子网号和一个主机号。
例如一个B类地址（140.252），在剩下的16位中，8位用于子网号，8位用于主机号，这样就允许254个子网，每个子网就可以有254台主机。
为了确定多少位用于子网号，多少位用于主机号，这就要用到子网掩码了。
其中值为1的位留给网络号和子网号，为0的位留给主机号。
三、数据包的封装和分用（解封装）
1、封装：
应用程序→TCP/UDP→IP→以太网
2、分用：
以太网→IP→TCP/UDP→应用程序
以太网首部（14）
IP首部（20）
TCP首部（20）
应用数据
以太网尾部（4）
四、IP首部：
IP协议是TCP/IP协议族中最核心的协议，所有的TCP、UDP、ICMP和IGMP数据都以IP数据报格式传输。
IP传输的两个特点：
不可靠和无连接。
IP协议并不保证数据报能成功地到达目的地，也不维护后续数据报的状态信息。
必须由上层协议处理。
4位版本
4位首部
长度
8位服务类型
16位总长度（字节数）
16位标识
3位标志
13位片偏移
8位TTL
8位协议
16位首部检验和
32位源IP地址
32位目的IP地址
IP首部定义：
typedefstructip_hdr
{
unsignedcharip_verlen;
//4-bit版本号
//4-bit首部长度（in32-bitwords）
unsignedcharip_tos;
//IP服务类型
unsignedshortip_totallength;
//总长度（字节数）
//第一个32位
unsignedshortip_id;
//标识
unsignedshortip_offset;
//3位标志，13位分片偏移，
#defineIP_DF0x4000//0x4000don'
'
tfragmentflag
#defineIP_MF0x2000//0x2000morefragmentflag
#defineIP_OFFMASK0x1fff//0x1fffmaskforfragmentingbits
//第二个32位
unsignedcharip_ttl;
//生存时间
unsignedcharip_protocol;
//上层协议
unsignedshortip_checksum;
//首部检验和
//第三个32位
unsignedintip_srcaddr;
//源IP地址
//第四个32位
unsignedintip_destaddr;
//目的IP地址
//第五个32位
}ip,IPV4_HDR,*PIPV4_HDR,FAR*LPIPV4_HDR;
说明：
ip_verlen前4位目前为4，表示为IPv4，后4位为5，表示首部长度为5X4=20个字节。
ip_tos为服务类型（typeofservice），aaabbbbc，aaa为优先权子字段，现在已被忽略，bbbb为TOS子字段，代表：
最小时延、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用，c未使用必须为0。
如果bbbb均为0，则表示为一般服务。
目前大多数TCP/IP实现都不支持TOS特性。
ip_totallength为IP数据报的总长度，以字节为单位，因此理论最大值为65535，但实际是不可能的。
ip_id为唯一标识主机发送的每一个数据报，通常每发一份它的值就会加1。
ip_off前3位标志abc,a为保留，必须为0，b为不分片标志,c为更多分片标志。
ip_off后13位为分片位置，以8字节为单位计算。
因此，除最后一个分片外，其他每个分片都希望是一个8字节倍数的数据，从而使后面的分片从8字节边界开始。
ip_ttl为IP报的生存周期，每经过一个路由器就减1，如果该字段为0，则该数据报被丢弃。
ip_protocol：
1=ICMP,2=IGMP,3=TCP,17=UDP
ip_checksum为数据报的首部检验和。
计算方法如下：
USHORTchecksum（ip*ip,intsize）
{
unsignedlongcksum=0;
while（size>
1）
{
cksum+=*（（USHORT*）ip）++;
size-=sizeof（USHORT）;
}
if（size）
{
cksum+=（USHORT）*（UCHAR*）ip;
cksum=（cksum>
>
16）+（cksum&
0xffff）;
cksum+=（cksum>
16）;
return（USHORT）（~cksum）;
}
ICMP、IGMP、TCP和UDP协议也采用相同的检验和算法。
五、端口号：
TCP/UDP都使用一个16bit地端口号来表示不同地程序。
1、知名端口：
一般介于1～255之间，例如：
FTP的TCP端口号是21。
2、临时端口，由于客户端对端口号一般并不关心，只需保证唯一就可以了，所以系统一般分配临时端口号。
六、链路层：
（以以太网为例，地址为48bit）
1、链路层的功能：
◆为IP模块发送和接收IP数据报
◆为ARP模块发送ARP请求和接收ARP应答
◆为RARP模块发送RARP请求和接收RARP应答
2、以太网的封装，以太网IP数据报的封装在RFC894中定义的：
目的地址（6）
源地址（6）
类型
（2）
数据（46-1500），包括IP、ARP、RARP
CRC（4）
对于ARP和RARP请求/应答数据报大小只有28字节，为了达到46字节的最小长度，必须在后面添加18字节的填充字节。
七、环回地址：
一般把127.0.0.1分配给这个接口，并命名为localhost，一个发给环回接口的IP数据报不能在任何网络上出现。
1、传给环回地址的任何数据均作为IP输入。
2、传给广播地址和多播地址的数据报复制一份传给环回接口，然后送到以太网上。
3、任何传给该主机IP地址的数据均送到环回接口。
八、最大传输单元MTU：
以太网对数据帧的长度都有限制，其最大值为1500。
链路层的这个特性叫做最大传输单元MTU。
如果一个IP数据报比MTU大，那IP层就必须进行分片，把数据报分为若干片。
如果两台主机间的通信要通过多个网络时，那么每个网络的链路层可能有不同的MTU。
重要的不是两台主机所在网络的MTU，重要的是两台主机路径中的最小MTU，它被成为路径MTU。
九、IP路由选择
如果目的主机与源主机直接相连或都在一个共享网络上，那么IP数据报就直接送到目的主机上。
否则主机就会把数据报发送到一个默认的路由器上，由该路由器来转发该数据报。
IP层在内存中有一个路由表，当收到一份数据报并进行发送时，它都要对该表搜索一次。
当数据报来自某个网络接口时，IP首先检查目的IP地址是否为本机的IP地址之一或者IP广播地址。
如果是这样，数据报就被送到由IP首部协议字段所指定的协议模块进行处理，否则如果IP层被设置为路由器的功能，那么就对数据报进行转发，否则丢弃数据报。
我们来看看路由表是什么：
C:
\WINNT\system32>
routePRINT
==========================================================================
InterfaceList
0x1...........................MSTCPLoopbackinterface
0x1000003...000802ca2d11......Intel8255x-basedIntegratedFastEthernet
ActiveRoutes:
NetworkDestination
Netmask
Gateway
Interface
Metric
目的地
掩码
网关
主机
0.0.0.0
0.0.0.0
192.1.8.26
192.1.8.84
1
127.0.0.0
255.0.0.0
127.0.0.1
192.1.8.0
255.255.255.0
192.1.8.84
255.255.255.255
192.1.8.255
224.0.0.0
224.0.0.0
255.255.255.255255.255.255.255
192.1.8.841
DefaultGateway:
192.1.8.26
==================================================================
IP路由的主要功能：
1、搜索路由表，寻找与目的IP地址完全匹配的表目，如果找到，则将数据报发给该表目指定的下一站路由器或直接连接的网络接口。
2、搜索路由表，寻找能与目的网络号相匹配的表目，如果找到，则将数据报发给该表目指定的下一站路由器或直接连接的网络接口。
TCP/IP学习笔记——第二部分
一、ARP：
地址解析协议
先看：
C:
\DocumentsandSettings\xiaoj>
arp-a
Interface:
192.1.8.84onInterface0x1000003
InternetAddressPhysicalAddressType
192.1.8.1200-0b-cd-03-c4-27dynamic
192.1.8.1500-0d-9d-93-09-f5dynamic
192.1.8.1800-e0-18-c1-86-3ddynamic
192.1.8.2600-80-2d-78-4f-81dynamic
192.1.8.3300-0b-cd-0f-a4-c5dynamic
192.1.8.3800-30-6e-36-5f-99dynamic
192.1.8.8600-0b-cd-b8-0c-aedynamic
192.1.8.24700-50-ba-e5-20-afdynamic
192.1.8.24800-0d-56-19-ba-56dynamic
第一列显示的是主机的IP地址，第二列就是主机的网卡MAC地址。
ARP协议就是提供IP地址到对应的硬件地址提供动态映射。
这个过程一般是系统自动完成的。
ARP发送一份ARP请求给以太网上的主机,该请求中包含目的主机的IP地址，其意思是“如果你是这个IP的拥有者，请回答你的硬件地址”。
当目的主机的ARP层收到这份广播报文时，识别出这是发送端在询问它的IP地址，于是就会发送一个ARP应答，这个ARP应答包括IP地址及对应的硬件地址。
二、ARP分组格式
以太网目的地址6
以太网源地址6
帧类型2
硬件类型2
协议类型2
硬件地址长度
1
协议地址长度1
请求应答1
发送者硬件地址6
发送者IP地址
4
目的硬件地址6
目的IP地址4
先看定义：
//ARP首部
structarphdr（
u_shortar_hrd;
//硬件类型
u_shortar_pro;
//协议类型
u_charar_hln;
//硬件地址长度
u_charar_pln;
//协议地址长度
u_shortar_op;
//请求还是应答
u_chararp_sha[6];
//发送者硬件地址
u_chararp_spa[4];
//发送者IP地址
u_chararp_tha[6];
//目的硬件地址
u_chararp_tpa[4];
//目的IP地址
u_chararp_zero[18];
//填充字段
};
◆以太网目的地址全为1的特殊地址为广播地址。
◆以太网帧类型ARP对应的值为0x0806。
◆硬件类型表示硬件地址的类型，以太网为1。
◆协议类型字段表示要映射的协议地址类型，IP地址对应的值为0x0800。
◆硬件地址长度：
以太网为6。
◆协议地址长度：
以太网为4，即IP地址长度。
◆操作字段：
ARP请求＝1，ARP应答＝2，RARP请求＝3，RARP应答＝4。
◆当系统收到一份目的端为本机的ARP请求报文时，它就把硬件地址填进去，然后用两个目的端地址分别替换两个发送端地址，并把操作字段置为2，最后把它发送出去。
三、ARP代理：
如果ARP请求是从一个网络的主机发往另一个网络的主机，那么连接这两个网络的路由器可以回答该请求，这个过程称为ARP代理，这样可以欺骗发起ARP请求的发送端，使它误以为路由器就是目的主机。
四、免费ARP
指主机启动时发送ARP查找自己的IP地址，主要作用：
1、查找网络上有没有相同的IP地址。
2、更新ARP缓存。
五、RARP协议：
逆地址解析协议，这里就不详细介绍了。
RARP协议一般用于无盘工作站，根据硬件地址查找IP地址。
RARP分组格式与ARP分组格式相同。
六、ICMP协议：
Internet控制报文协议：
ICMP经常被认为是IP层的一个组成部分，它传递差错报文以及其他需要注意的事项。
ICMP报文通常被IP层或更高层协议（TCP或UDP）使用。
ICMP报文是在IP数据报内部被传输的。
ICMP报文包差错报文和查询报文。
报文格式如下：
8位类型
8位代码
16位检验和
不同类型和代码有不同的内容
类型字段可以有15个不同的值（0、3－5、8－18）。
某些报文还使用代码字段来进一步描述不同的条件。
检验和字段覆盖整个ICMP报文，与IP首部检验和算法是一样的。
以下情况不会产生ICMP差错报文：
◆ICMP差错报文
◆目的地址为广播地址或者多播地址
◆作为链路层的数据报
◆不是IP分片的第一片
◆源地址不是单个主机的数据报，也即源地址不能为0地址、环回地址、广播地址或多播地址
七、ICMP地址掩码请求与应答：
ICMP地址掩码请求用于无盘系统在引导过程中获取自己的子网掩码，系统广播它的ICMP请求报文。
ICMP地址掩码请求和应答报文格式如下：
类型（17或18）
代码（0）
检验和
标识符
序列号
32位子网掩码
ICMP报文中的标识符和序列号由发送端任意选择设定，这些值在应答中将被返回。
structicmp_mask{
unsignedcharicmp_type;
//类型
unsignedcharicmp_code;
//代码
unsignedshorticmp_checksum;
//检验和
unsignedshorticmp_id;
//标识符
unsignedshorticmp_sequence;
//序列号
unsignedlongicmp_mask;
//32位子网掩码
RFC规定，除非是地址掩码的授权代理，否则不能发送地址掩码应答。
向本机IP地址和环回地址发送地址掩码请求结果是一样的。
八、ICMP时间戳请求与应答：
ICMP时间戳请求允许系统向另一个系统查询当前时间，返回的是自午夜开始记算的毫秒数。
调用者必须通过其他方法获取当前时间。
ICMP时间戳请求与应答报文格式如下：
类型（13或14）
发起时间戳
接收时间戳
传送时间戳
请求端填写发起时间戳，然后发送报文。
应答系统收到报文填写接收时间戳，发送应答时填写发送时间戳。
实际上，大多数实现将后两个字段一般设置为一样的。
structicmp_time{
unsignedlongicmp_request_time;
//发起时间戳
unsignedlongicmp_receive_time;
//接收时间戳
unsignedlongicmp_send_time;
//传送时间戳
九、ICMP端口不可达差错
主机如果收到一份UDP数据报而目的端口与某个正在使用的进程，那么UDP返回一个ICMP不可达报文。
类型3
代码（0－15）
保留（必须为0）
IP首部＋原始IP数据报中数据的前8个字节
当代码为4时，路径MTU发现机制允许路由器把外出接口的MTU填在这个32bit的低16bit中。
structicmp_unreach{
unsignedlongicmp_zero;
//保留
unsignedcharicmp_ip[28];
//IP首部＋原始IP数据报中前8个字节，也就是地址信息
TCP/IP学习笔记——第三部分
一、Ping程序：
先看：
//ping
pingsvr00804
Pinging[192.1.8.12]with32bytesofdata:
Replyfrom192.1.8.12:
bytes=32time<
10msTTL=128
Pingstatisticsfor192.1.8.12:
Packets:
Sent=4,Received=4,Lost=0（0%loss）,
Approximateroundtriptimesinmilli-seconds:
Minimum=0ms,Maximum=0ms,Average=0ms
ICMP回显请求和回显应答报文格式如下：
（以Ping为例）
类型0或8
代码0
序号
升级会员 