数通各种帧、协议结构

1、数通各种帧、协议结构1. TCP/IP协议栈的封装过程142Q204以太网帧46-1500 / p2. MAC地址结构3. 以太网帧结构DMACSMACLength TDATAPADFCSType两字节的类型字段用于标识数据字段中包含的高层协议，也就是说，该字段告诉接收设备如何解释数据字段。在以太网中，多 种协议可以在局域网中同时共存。因此，在Ethernet II的类型字段中设置相应的十六进制值提供了在局域网中支持多协议传输的机制。-类型字段取值为0800的帧代表IP协议帧。-类型字段取值为0806的帧代表ARP协议帧。-类型字段取值为0835的帧代表RARP协议帧。-类型字段取值为8137

2、的帧代表IPX和SPX传输协议帧。4. HDLC帧格式标止地址控制信息帧梭验 标忠面向比特；透明传输零比特填充法；运行于同步串行线路HDLC的地址字段是8个比特，在平衡方式时总是写入应答站的地址。控制字段8比特，用来实现HDLC协议的各种控制信息，并标识本帧的类型标准HDLC协议格式中我们可以看到，它没有包含标识所承载的上层协议信息的字段，所以在链路层封装标准HDLC协议的单一链路上只能承载单一的网络层协议。5. PPP的数据帧格式固左這OxFF0x03OxE志地址控制协议域信息域校验标志1B1B1B2B缺 1500B2B1B使用ppp协议互连的通信设备的两端无须知道对方的数据链路层地址，所以

3、该字节已无任何意义，按照协议的规定将该字 节填充为全1的广播地址。同地址域一样，PPP数据帧的控制域也没有实际意义，按照协议的规定通信双方将该字节的内容填充为0x03。PPP协议提供点至I点链路传输；物理层可以是同步电路或异步电路；具有各种NCP协议，如IPCP IPXCP更好地支持了网络层协议；具有验证协议PAP/CHAP更好的保证了网络的安全性。t办议域信息域0x0021IP数据报文校骏0xCO21LCP数据报文校骏0x8021NUP数据报文校验链路控制协议族（LCP和网络层控制协议族（NCP。链路控制协议主要用于建立，拆除和监控PPP数据链路，网络层控制协议族主要用于协商在该数据链路上所

4、传输的数据包的格式与类型。NCP协商支持IPCP协商，IPCP协商主要包括双方的IP地址。通过NCP协商来选择和配置一个网络层协议。当选中的网 络层协议配置成功后，该网络层协议就可以通过这条链路发送报文了6. IP报文格式IP报文格式版本报文栏用标示符3时何协议源IP曜址口的IP地址IP选項普通的IP头部长度为20个字节，不包含IP选项字段。版本号(Version )字段标明了 IP协议的版本号，目前的协议版本号为4。下一代IP协议的版本号为6。报文长度指IP包头部长度，占4位。8位的服务类型(TOS, Type of Service )字段包括一个3位的优先权字段(COS，Class of

5、Service)，4位TOS字段和1位 未用位。4位TOS分别代表最小时延、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用。4bit中只能置其中1bit。如果所有4bit均为0，那么就意味着是一般服务。Telnet和Rlogin这两个交互应用要求最小的传输时延，因为人们主要用它们来传输少量的交互数据。另一方面，FTP文件传输则要求有最大的吞吐量。最高可靠性被指明给网络管理( SNMP )和路由选择协议。用户网络新闻(Use net n ews, NNTP )是唯一要求最小费用的应用。总长度(Total length )是整个IP数据报长度，包括数据部分。由于该字段长16比特，所以I P数据报最长可达6553

6、5字节。尽管可以传送一个长达65535字节的IP数据报，但是大多数的链路层都会对它进行分片。而且，主机也要求不能接收超过576字节的数据报。UDP限制用户数据报长度为512字节，小于576字节。但是，事实上现在大多数的实现(特别是那些支持网络 文件系统NFS的实现)允许超过8192字节的IP数据报。标识符(Identification )字段唯一地标识主机发送的每一份数据报。通常每发送一份报文它的值就会加1。标志位:3比特多种控制位：0比特：保留，必须为01比特：(DF) 0 =可以分片,1 =不可以分片.2比特：(MF) 0 =最后的分片,1 =更多的分片.DF和MF的值不可能相同。0 1

7、2| D | M | 0 | F | F |片偏移：指的是这个分片是属于这个数据流的哪里。生存时间(TTL，Time to Live )字段设置了数据包可以经过的路由器数目。一旦经过一个路由器，TTL值就会减1，当该字段值为0时，数据包将被丢弃。协议字段确定在数据包内传送的上层协议，和端口号类似，IP协议用协议号区分上层协议。TCP协议的协议号为6，UDP协议的协议号为17。报头校验和（Head checksum ）字段计算IP头部的校验和，检查报文头部的完整性。源IP地址和目的IP地址字段标识数据包的源端设备和目的端设备。16位源端口16h7：Hm；n16位UDF长度16f*UDPf交验和数

8、抑；7. TCP/UDP报文格式0S162431UDF报文格式16位源端1116位II的端1132位序列号3邛询1U号忤部长反保留（6位）16位窗1丨大小16位TCP校验和M位紧急抬卡r选项数据162403iTCP报文格式8. VLAN帧格式VLAN的帧格式标准以太网帧DASATYPEDATACRC帶有IEEE802.1Q标记的以太网帧DASATAGTYPEDATACRCC0x8100PRIFVLAN IDIi i 1 i i i i i i i i这四个字节的802.1Q标签头包含了 2个字节的标签协议标识（TPID）和2个字节的标签控制信息（TCI）固定的值0x8100。TCI是包含的是帧

9、的控制信息，它包含了下面的一些元素：Priority :这3位指明帧的优先级。一共有 8种优先级，0 7。IEEE 802.1Q标准使用这三位信息。Canonical Format Indicator( CFI ): CFI值为0说明是规范格式，1为非规范格式。它被用在令牌环 /源路由FDDI介质访问方法中来指示封装帧中所带地址的比特次序信息。VLAN Identified( VLAN ID ):这是一个12位的域，指明 VLAN的ID，从0到4095,共4096个，每个支持 802.1Q协议的交换机发送出来的数据包都会包含这个域，以指明自己属于哪一个VLAN在一个交换网络环境中，以太网的帧有

10、两种格式：有些帧是没有加上这四个字节标志的，称为未标记的帧(ungtaggedframe)，有些帧加上了这四个字节的标志，称为带有标记的帧( tagged frame )。9. MPLS标签结构通常标签位于链路层帧头和网络层报文之间，称为帧模式。以太网/SONET/SDH分组封装即采用这种格式。 在ATM网络中,在链路层封装报文时可以采用帧模式，也可以采用信元模式。信元模式直接用VPI/VCI作为标签。以太网/SONET/SDH分组帧模式ATM分组以太网报头JPPP报头Label三层数据ATM报头Labelifi- JHLUU3二L.数撫信元篠式的ATM分组VPI/VCI三层数据MPLS标签栈

11、Frame HeaderLabel 1Labe l 2Label3IP HeaderPa/oad链路层协议増了对MPLS的标识；孕布PPP中：增加了 神靑芜NGP： MPLSCP.使用0x82朗栄标议金中I使用匱是B884列单播用加S84E纽菇：来査示承战的量MPLS报文C800是IP报知孚bit通过0或来标明下一个头語为MPLS的头部if超IP的头部.接爱MPLS报丈的路由器只便用最外层的标签进行转垃薊肠MPLS标签结构LABELEXP $TTL022 23 2431 MPLS便用32-bit hbel标签允包括以卜四都分：20-bit标鉴：DT048575. 0-15为系统梗用3-bitf

12、e域.目前被用于QC5鼻1-bit ft底标识.1表示此标签为桩底标签予6-bitTTL ,同IP报丸头中的TIL10. ICMP数据报格式a、ICMP数据报的封装:IPSSKICIVFJk 文20 Byteb、ICMP请求和回显报文:71531T恥CodeChecksumIdentifierSequence NumberOption DataC、目的站不可达报文：n71531TypeCodChecksum未用必须対0IP报文首部十原始IP报支数现域的前8个字更11. PPPOE帧格式a.以太网帧结构nation_addrss 6 bytes )Source_add res ( 6 bytes

13、 )Ethemet_Tvpe (2 bytesPayloadGhechSumEthernet_Type设置为0x8863表示Discovery阶段，0x8864表示PPP会话阶段b. PPPoE的以太网Payload报文格式C371531VERTypeCodeSessionDLengthPayioad各域的含义如下：-VER域的长度是4比特，PPPoE规范的本版本必须设置为0x01。-Type域的长度是4比特，PPPoE规范的本版本必须设置为 0x01。-Code域的长度是8比特，其定义在后面的 Discovery和PPP会话中分别指定。-Session_ID域的长度是16比特，是一个网络字节

14、序的无符号值。其值在后面Discovery数据包中定义。对一个给定的PPP会话来说该值是一个固定值，并且与以太网 Source_address和Destination_address 起实际地定义了一个 PPP会话 值0xFFFF为将来的使用保留，不允许使用。-Length域的长度是16比特。该值是PPPoE的Payload长度。它不包括以太网头部和 PPPoE头部的长度。c. Discovery阶段PPPoE的Payload部分包含0个或多个 Tag。一个Tag是一个 TLV(Type-Length-Value结构，其帧结构定义如下01531Tag_TypeTagLengthTag_Valu

15、ePADI数据包:015192331DxFFFFFFFFOxFFFFHost_MAC_addressHost_MAC_add ress ( Continue )Ethemet_Type ( 0x8863 )V = 1T= 1Code ( 0x09 )Sesson_iD (QxOOCOLength (0x0004)Tag.Type ( 0x0101 )Tag_Length 0x0000 )PADO报文结构:015192331Host_MAC_add ressHost_MAC_address ( Continue )A ccess_Con centnator_MAC_add nessAccess_

16、Concentrator_MAC_address Continue)Ethemet_Type (0x8863 )V=1T = 1Code ( 0x07 SessionD (0x0000 )Length (0x0020 )TagType (0x0101 )Tag_Length ( 0x0000 )Tag_Type ( 0x0102 )Tag_Length ( 0x0018 )0x470x6F0x200x520x50x640x420x610x630x6B0x200x2D0x200x650x73oxes0x730x680x650x730x6F0X6F0x74d. PPP会话阶段从主机发送到接入服务器

17、的 PPP LCP数据包示例图1523AGcess_C-on Gentnatar_M AC_add nessAccess_Concentrator_MAC_address C Continue Hosl_MAC_add re ssHost_MAC_address (Ccntirue Ethernet_Type (0)c3664 )V= 11Code 0x00 )SessionD ( 0x1234 )Length Ox?)PPP Pmtocoi 0kCD21 )PPP Payload协商后PPPoE的最大接收单元 MRU (Maximum Receive Un it)不允许超过1492个字节。因为以太网的最大净载荷为1500字节，而PPPoE头部为6个字节，PPP Protocol-ID为2个字节，所以 PPP的MRU不允许超过1492个字节。e.发现阶段的各种报文PADI: (PPPoE Active Discovery Initia)PADO: (PPPoE Active Discovery Offe)PADR:(PPPoE Ac