以太网帧头部、IP头部报文深度分析

iamzhengyu

以太网帧头：
以太网帧头，这个说法不是很确切，因为以太网帧还包括一个4个字节的CRC尾部校验和。
所以以太网帧包括的字段为：
1、目的MAC：6个字节（这个地方有一个小知识，因为后来源IP 目的IP 源端口 目的端口信息中，源始终是放在前面的，而这里目的MAC放在了前面，原因在于现在转发形式为存储转发，而在这里还有一条转发方式叫做快速转发，即只查找目的MAC地址，即直接转发，所以将目的MAC放在前面查找的过程中速度会加快）。
2、源MAC地址：6个字节。
3、协议类型（作用是标识高层协议），2个字节，这里我们只说以太网帧（Ethernet Ⅱ）,下面介绍一些常用的协议标识：

       IPv4               0x0800
       IPX                 0x8137
       ARP                0x0806
       Pause Control 0x8808
       IPv6               0x86DD

下面我来说一些IP头部的报文结构内容:
这个的IP头部的主要内容指的是IPv4头部信息，IPv4的报文头部最小为20字节，最长为60字节，这个我会在一会儿讲头长度信息中根据报文内容解析：

首先我们讲按照IPv4的20字节首部来解析：以下所说的IP头部均代表IPv4的头部信息。IP头部是以4字节（32位）为单位排列：

1、第一个四字节（32位）：

VERSION（版本）信息，4位，常用的有两种IPv4和IPv6:由于为4位，所以该处的信息为0100和0110两种情况。

HEADER LENGTH(头部长度)信息，4位，所以能表示的范围是十进制是0到15之间。这里可能有人有疑问，为什么IP首部长度最短为20字节，这里表示范围却只有0到15之间，原因在于真正的长度字段为mutiple of 4，即为4的倍数，所以这里能表示的范围是0到60字节，所以你在报文中该字段可以看到二进制数为0101，十进制为5，即为首部长度为20字节。

TOS字段（TYPE OF SERVICE）服务类型，8位：这里的8位用于QOS模式：

8位中的前三位为优先级字段：一共有8种可能

000  ROUTINE
001  PRIORITY
010  IMMEDIATE
011  Flash
100  FLASH OVERRIDE
101  CRITIC/ECP
110  INTERNET CONTROL
111  NETWORK CONTROL

后五位为表示数据在传输过程中的要求信息：这些信息分别为延迟、吞吐量、可靠性、代价和保留。
其中前四个位：分别可以分别为0和1：其中0代表正常，1代表低。

TOTAL LENGTH（总长度）字段：16位，可以表示的范围是0到65535之间。这里的总长度字段不包括帧头和帧尾，只是IP报文的总长度（包括IP头部）。

2、第二个四字节（32位）：

首先为16位的标识字段（IDENTIFIER）：该字段的表示范围是0到65535之间，标识在长报文分片后，该报文位于分片中的第几片信息。

然后为3位的FLAG字段，该字段的标记字段，第1位 保留不使用，第2位为不分片位(DF位)，当该位被设置为1时，当DF位被置1，表示路由器不能对数据报文进行分片处理，如果报文由于不能被分片而不能被转发，那么路由器将丢弃这个数据包，并向源地址发送错误报告。第三位MF位，当路由器对数据进行分片时，除了最后一个分片的MF位为0外，其他所有的MF为全部为1，表示其后面还有其他的分片。

3、第三个四字节（32位）：

首先8位为生存时间位：(TTL字段)：字段长度为8位，在最初创建报文时，TTL就被设定为某个特定值，当报文沿路由器传送时，每经过一个路由器TTL的值就会减小1，当TTL为零的时候，就会丢弃这个报文，同时向源地址发送错误报告，促使重新发送。默认值为64，在某些特殊的报文中，如组播报文，该位会被置1.

协议――字段长度为8位，它给出了主机到主机或者传输层的地址或者协议号，协议字段中指定了报文中信息的类型。这里介绍一些常用的协议报文：如1 代表ICMP 2代表IGMP  6是TCP 17是 UDP 等。

16位的首部校验和信息：注意该字段的检验和主要针对的是IP头部校验，而对数据的校验主要由TCP UDP ICMP协议中的内容对其进行校验。

4.第四个四字节(32位)：

32位的源IP地址。

5.第五个四字节（32位）：

32位的目的IP地址。

其它IP报文的可选项中还有很多其它强大的功能，这些功能就不在这里介绍了，有兴趣的人可以 看一个 用TCP/IP进行网际可联这本书的内容。

以上的内容如有错误，欢迎指正，共同进步。

庄歪

学习了

maqizhao

谢谢，O(∩_∩)O哈哈~

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庄歪

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