乙太網資料格式與封裝解封

2021-08-04 05:34:43 字數 2575 閱讀 6332

我們在上一文中介紹了乙太網5層模型,這一節我想學習一下乙太網資料封裝與解封的知識,了解乙太網資料是如何傳輸的。

一、資料封裝

當我們應用程式用tcp傳輸資料的時候,資料被送入協議棧中,然後逐個通過每一層,知道最後到物理層資料轉換成位元流,送入網路。而再這個過程中,每一層都會對要傳送的資料加一些首部資訊。整個過程如下圖。

如圖可以看出,每一層資料是由上一層資料+本層首部資訊組成的,其中每一層的資料

,稱為本層的協議資料單元   ,即pdu.

應用層資料在傳輸層新增tcp報頭後得到的pdu被稱為 segment(資料段 ),圖示為tcp段

傳輸層的資料(tcp段)傳

給網路層,網路層新增ip報頭得到的pdu被稱為packet(資料報); 圖示為ip資料報

網路層資料報(ip資料報)被傳遞到資料鏈路層,封裝資料鏈路層報頭得到的pdu被稱為frame(資料幀),圖示為乙太網幀。

最後,幀被轉換為位元,通過網路介質傳輸。

這種協議棧逐層向下傳遞資料,並新增報頭和報尾的過程稱為封裝。

二、資料格式

需要注意的是,這裡所說的乙太網幀,與我們常說的乙太網是不一樣的。下面我們就來介紹每一層資料的 首部資訊 內容。

首先我們知道世界上有個協會叫作ieee,即電子工程師協會,裡面有個分會,叫作ieee802委員會,是專門來制定區域網各種標準的。而802下面還有個分部,叫作802.3.就是我們經常提到的 ieee802.3,這個部門制定的規範叫乙太網規範,這個乙太網規範中就定義了上面提到的「乙太網首部」,這個乙太網規範,實際只定義了資料鏈路層中的mac層和物理層規範。(注意資料鏈路層包括mac子層和llc子層兩個子層,而llc子層是在ieee802.2中規範的)。

1、乙太網幀格式

乙太網常用幀格式有兩種,

一種是ethernet ii,另一種是ieee 802.3 格式。這兩種格式區別是:ethernet ii中包含乙個type字 段,。而ieee 802.3格式中,此位置是長度字段。

其中type欄位描述了,乙太網首部 後面所跟資料報的型別,例如type為0x8000時為ip協議包,type為8060時,後面為arp協議包。乙太網中多數資料幀使用的是

ethernet ii幀格式。

a、 ethernet ii幀格式

b、 ieee 802.3

幀格式

前導碼:

ethernet ii是由

8個8『b10101010構成,

ieee802.3由7個

8『b10101010+1個位元組sfd..

型別( ethernet ii)

:乙太網首部 後面所跟資料報的型別,例如type為0x8000時為ip協議包,type為8060時,後面為arp協議包。

長度(ieee802.3

):當長度小於1500時,說明該幀為

ieee802.3幀格式,大於1500時,說明該幀為

ethernet ii幀格式。

資料:資料長度最小為46位元組,不足46位元組時,填充至46位元組。因為最小幀長度是64位元組,所以,46+6+6+2+4=64。(不算前導碼)

fcs: 就是crc校驗值

乙太網首部就是:

2、ip資料報格式

ip資料報格式如下圖。ip首部,如圖也表示出來了。

3、tcp資料段格式

如圖所示為tcp首部和tcp資料段格式

下面我們再介紹幾個常見的資料格式

4、udp資料段格式--傳輸層的

其中udp首部如上圖所示。

(1)硬體型別字段指明了傳送方想知道的硬體介面型別,乙太網的值為1;

(2)協議型別字段指明了傳送方提供的高層協議型別,ip為0800(16進製制);

(3)硬體位址長度和協議長度指明了硬體位址和高層協議位址的長度,這樣arp報文就可以在任意硬體和任意協議的網路中使用;

(4)操作字段用來表示這個報文的型別,arp請求為1,arp響應為2,rarp請求為3,rarp響應為4;

(5)傳送方的硬體位址(0-3位元組):源主機硬體位址的前3個位元組;

(6)傳送方的硬體位址(4-5位元組):源主機硬體位址的後3個位元組;

(7)傳送方ip(0-1位元組):源主機硬體位址的前2個位元組;

(8)傳送方ip(2-3位元組):源主機硬體位址的後2個位元組;

(9)目的硬體位址(0-1位元組):目的主機硬體位址的前2個位元組;

(10)目的硬體位址(2-5位元組):目的主機硬體位址的後4個位元組;

(11)目的ip(0-3位元組):目的主機的ip位址。

乙太網資料的封裝

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