TCPIP学习笔记Word格式.docx

1、 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

2、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/UDPIP以太网 2、 分用： 以太网IPTCP/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

3、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TTL8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：typedef struct ip_hdr unsigned char ip_verlen; / 4-bit 版本号 / 4-bit 首部长度 （in 32-bit words） unsigned char ip_tos; / IP 服务类型 unsigned shor

4、t ip_totallength; / 总长度（字节数） /第一个32位 unsigned short ip_id; / 标识 unsigned short ip_offset; /3位标志，13位分片偏移， #define IP_DF 0x4000 /0x4000 dont fragment flag #define IP_MF 0x2000 /0x2000 more fragment flag #define IP_OFFMASK 0x1fff /0x1fff mask for fragmenting bits /第二个32位 unsigned char ip_ttl; / 生存时间 un

5、signed char ip_protocol; / 上层协议 unsigned short ip_checksum; / 首部检验和 /第三个32位 unsigned int ip_srcaddr; / 源IP地址 /第四个32位 unsigned int ip_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（type of service），aaabbbbc，aaa为优先权子

6、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

7、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：USHORT checksum（ip *ip, int size） unsigned long cksum=0; while （size 1） cksum += * （USHORT*）ip ）+; size -= sizeof（USHORT）; if （size） cksum +=（USHORT） *（UCHAR*）ip; cksum = （ck

8、sum 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1255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

9、 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RFC 894中定义的：目的地址（6）源地址（6）类型（2）数据（46-1500），包括IP、ARP、RARPCRC（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

10、、 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

11、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:WINNTsystem32route PRINT=Interface List0x1 . MS TCP Loopback interface0x1000003 .00 08 02 ca 2d 11 . Intel 8255x-based Integrated Fa

12、st EthernetActive Routes:Network Destination 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 1127.0.0.0 255.0.0.0 127.0.0.1192.1.8.0 255.255.255.0192.1.8.84 255.255.255.255192.1.8.255224.0.0.0 224.0.0.0255.255.255.255 255.255.255.255 192.1.8.84 1Default Gateway: 192

13、.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:Documents and Settingsxiaojarp -a Interface: 192.1.8.84 on Interface 0x1000003 Internet Address Physical Address Type 192.1.8.1

14、2 00-0b-cd-03-c4-27 dynamic 192.1.8.15 00-0d-9d-93-09-f5 dynamic 192.1.8.18 00-e0-18-c1-86-3d dynamic 192.1.8.26 00-80-2d-78-4f-81 dynamic 192.1.8.33 00-0b-cd-0f-a4-c5 dynamic 192.1.8.38 00-30-6e-36-5f-99 dynamic 192.1.8.86 00-0b-cd-b8-0c-ae dynamic 192.1.8.247 00-50-ba-e5-20-af dynamic 192.1.8.248

15、00-0d-56-19-ba-56 dynamic 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

16、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struct arphdr（ u_short ar_hrd; /硬件类型 u_short ar_pro; /协议类型 u_char ar_hln; /硬件地址长度 u_char ar_pln; /协议地址长度 u_short ar_op; / 请求还是应答 u_char arp_sha6; /发送者硬件地址 u_char arp_spa4; /发送者IP地址 u_char arp_tha6; /目的硬件地址 u_char arp_tpa4; /目的IP地址 u_char arp_zero18; /填充字段;以

17、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

18、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I

19、P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、35、818）。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

20、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。struct icmp_mask unsigned char icmp_type; /类型 unsigned char icmp_code; /代码 unsigned short icmp_checksum; /检验和 unsigned short icmp_id; /标识符 unsigned short icmp_sequence; /序列号 unsigned long icmp_mask; /

21、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。struct icmp_time unsigned long icmp_reque

22、st_time; /发起时间戳 unsigned long icmp_receive_time; /接收时间戳 unsigned long icmp_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（015）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。struct icmp_unreach unsigned long icmp_zero; /保留 unsigned

23、char icmp_ip28; /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： /pingping svr00804 Pinging 192.1.8.12 with 32 bytes of data: Reply from 192.1.8.12: bytes=32 time10ms TTL=128 Ping statistics for 192.1.8.12: Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 （0% loss）, Approximate round trip times in milli-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