计算机网络——报文格式1.以太网帧格式。2.VLAN帧格式3.ARP的报文格式。4.IP报文格式。未完待续。。。。。。

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我是靠谱客的博主清秀煎蛋，最近开发中收集的这篇文章主要介绍计算机网络——报文格式1.以太网帧格式。2.VLAN帧格式3.ARP的报文格式。4.IP报文格式。未完待续。。。。。。，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

1.以太网帧格式。

以太网技术所使用的帧称为以太网帧，简称以太帧 。以太帧的格式有两个标准：一个是由IEEE802.3定义的，称为 IEEE802.3格式；一个是由DEC、Intel、Xerox这三家公司联合定义的称为Ethernet II格式，也称为DIX格式。下图为两种以太网帧格式：

IEEE802.3格式：

Ethernet II格式：

在这里插入图片描述
下面是Ethernet II 格式的以太网帧中各个字段的描述：

DMAC，6字节，目的MAC地址，IPV4为6字节，该字段确定帧的接收者。可以是一个单播MAC地址，或组播MAC地址或者广播MAC地址。
SMAC，6字节，源MAC地址，IPV4为6字节，该字段标识发送帧的工作站。只能是一个单播MAC地址。
Type，2字节，用来表示荷载数据的类型。例如:该字段值如果是0x0800，则表示荷载数据是一个IPv4 Packet ，0x86dd是IPv6 Packet，0x0806是ARP Packet，0x8848是MPLS报文等。
Data，变长，数据字段的最小长度必须为46字节以保证帧长至少为64字节，这意味着传输一字节信息也必须使用46字节的数据字段。如果填入该字段的信息少于46字节，该字段的其余部分也必须进行填充。数据字段的最大长度为1500字节。
CRC，4字节，用于帧内后续字节差错的循环冗余检验（也称为FCS或帧检验序列）。

根据目的MAC地址的种类，不同可以将以太网分为三种不同的类型：

单播以太网（单播帧）：目的MAC地址为一个单播MAC地址的帧。
组播以太网（组播帧）：目的MAC地址为一个组播MAC地址的帧。
广播以太网（广播帧）：目的MAC地址为广播MAC地址的帧。

2.VLAN帧格式

        IEEE 802.1Q标准对Ethernet帧格式进行了修改，在源MAC地址字段和协议类型字段之间加入4字节的802.1Q Tag 。VLAN帧最小帧长为 64字节。下图为IEEE 802.1Q标准的VLAN帧格式：
                             在这里插入图片描述
       关于IEEE 802.1Q帧格式中的各个字段的含义是：

Destination address，6字节，目的MAC地址。
Source address，6字节，源MAC地址。
Type，2字节，长度为2字节，表示帧类型。取值为0x8100时表示802.1Q Tag帧。如果不支持802.1Q的设备收到这样的帧，会将其丢弃。
PRI，长度为3比特，全称为Priority，表示帧的优先级，取值范围为0～7，值越大优先级越高。用于当阻塞时，优先发送优先级高的数据包。如果设置用户优先级，但是没有VLANID，则VLANID必须设置为0x000。
CFI，长度为1比特，全称为Canonical Format Indicator，表示MAC地址是否是经典格式。CFI为0说明是标准格式，CFI为1表示为非标准格式。用于区分以太网帧、FDDI（Fiber Distributed Digital Interface）帧和令牌环网帧。在以太网中，CFI的值为0。
VID，长度为12比特，全称为VLAN Identifier，表示该帧所属的VLAN。取值范围为0~4095，由于0和4095协议规定为保留的VLAN ID，所以可配置的VLAN ID取值范围为1～4094。
Length/Type，2字节，指后续数据的字节长度，但不包括CRC检验码。
data,42~1500字节,数据部分，可能包含填充位。
FCS，帧检验序列，4字节，用于帧内后续字节差错的循环冗余检验。

3.ARP的报文格式。

       ARP（地址解析协议）报文分为ARP请求报文和ARP应答报文，这两种报文的结构相同，但是各个字段的取值有所不同，下面是ARP报文的结构图：
                      在这里插入图片描述
       arp报文各个字段的含义：

目的MAC地址，请求报文为ff-ff-ff-ff-ff-ff,应答报文为请求端的MAC地址。
源MAC地址，请求报文为请求端的MAC地址，应答报文为被请求的MAC地址。
类型，长度为2个字节，取值为0x0806。
硬件类型，长度为2个字节。表示网络类型；以太网取值为1。
协议类型，长度为2个字节。表示协议地址类型；取值为0x0800即表示根据IP地址来进行映射。
hln，硬件地址长度，长度为1个字节。表示硬件地址的长度；以太网中取值为6，表示MAC地址长度为6个字节。
pln，协议地址长度，长度为1个字节。表示协议地址长度；取值为4表示IP地址长度为4个字节。
op，请求报文的长度为2个字节，表示ARP报文的种类；取值为1表示是ARP请求报文。应答报文的长度也为2个字节，表示ARP报文种类；取值为2表示是ARP应答报文。
发送端的MAC地址，请求报文为请求端的MAC地址；应答报文为被请求端的MAC地址。
发送端的IP地址，请求报文为请求端的IP地址；应答报文为被请求端的IP地址。
目的端MAC地址，请求端发出该请求时，还不知道该MAC地址。接收方忽略该字段。应答报文为请求端的MAC地址。
目的端IP地址，请求端希望映射的IP地址，也就是被请求端的IP地址。应答报文为请求端的IP地址。
PAD，PAD字段一共有18个字节，目的是为了凑够以太帧的荷载数据的最小长度46字节。

4.IP报文格式。

IP报文格式是IETF RFC 791 中定义的，如下图：
在这里插入图片描述
IPv4报文各个字段含义如下：

版本，长度为4bit，表示IP报文版本信息。该字段值为0x4,表示是IPv4报文，该字段值为0x6,表示是IPv6报文。
包头部长度，长度为4bit，用来表示IP包的头部长度。如果不带Option字段，则为20，最长为60，“包头部长度”字段的值×4=包头部的字节数。
DS域，长度为8bit，只有在有QoS差分服务要求时这个字段才起作用，用来区分报文的转发优先级。
总长度，长度为16bit，整个IP数据报的长度，包括首部和数据之和，单位为字节，最长65535，总长度必须不超过最大传输单元MTU。
标识，长度为3bit，用于IP报文的分片和重组。主机每发一个报文，加1，分片重组时会用到该字段。
标志，长度为3bit,用于IP报文的分片和重组。

Bit 0: 保留位，必须为0。
Bit 1: DF（Don’t Fragment），能否分片位，0表示可以分片，1表示不能分片。
Bit 2: MF（More Fragment），表示是否该报文为最后一片，0表示最后一片，1代表后面还有。
分段位移，长度为13bit，用于IP报文的分片和重组。分片重组时会用到该字段。表示较长的分组在分片后，某片在原分组中的相对位置。以8个字节为偏移单位。
存活时间，TTL，长度为8bit,可经过的最多路由数，即数据包在网络中可通过的路由器数的最大值，每过一个路由器TTL值减1，用它的值结合ping命令可以判断对方主机操作系统。
协议，长度8bit，。指出此数据包携带的数据使用何种协议，以便目的主机的IP层将数据部分上交给哪个进程处理。
            0x01: ICMP, Internet Control Message
            0x02: IGMP, Internet Group Management
            0x06: TCP Transmission Control Protocol
            0x11: UDP User Datagram Protocol
头部校验和，长度为16bit，用来对IP报文的头部进行差错校验。只检验数据包的首部，不检验数据部分。这里不采用CRC检验码，而采用简单的计算方法。
源IP地址，长度为32bit，表示产生并发送该IP报文的设备接口的IP地址。
目的IP地址，长度为32bit，表示该IP报文的目的接口的IP地址。
选项/长度填充，选项字段长度可变，从1字节到40字节不等，取决于所选项的功能。填充字段全为0。