1. Введение

в компьютерной сети,Различные сетевые протоколы играют важную роль,Используется для передачи и обработки данных по сети. в этих соглашениях,Данные организованы в определенном формате.,Чтобы облегчить передачу в сети, в этом тексте представлен подробный анализ форматов протоколов кадров Ethernet, дейтаграмм ARP, дейтаграмм IP, дейтаграмм UDP и дейтаграмм TCP. помогает лучше понять формат и структуру данных в сети.

2. Кадр Ethernet

Ethernet — одна из наиболее часто используемых технологий локальных сетей, которая использует кадры Ethernet для передачи данных. Формат кадра Ethernet следующий:

  MAC-адрес назначения (6 байт)  Исходный MAC-адрес (6 байт)  Тип (2 байта)  Данные (46-1500 байт)  CRC (4 байта)

• MAC-адрес назначения: указывает физический адрес получателя кадра данных.
• MAC-адрес источника: указывает физический адрес отправителя кадра данных.
• Тип: указывает тип протокола верхнего уровня, например IP, ARP и т. д.
• Данные: переданы действительные данные.
• CRC: проверка циклическим избыточным кодом, используемая для обнаружения ошибок при передаче данных.

3. Датаграмма ARP

ARP (протокол разрешения адресов) используется для разрешения отношений между IP-адресами и MAC-адресами. Формат датаграммы ARP следующий:

  Аппаратное обеспечение (2 байта)  Тип соглашения (2 байта)  Длина аппаратного адреса (1 байт)  Длина адреса протокола (1 байт)  Код операции (2 байта)  MAC-адрес отправителя (6 байт)  IP-адрес отправителя (4 байта)  MAC-адрес назначения (6 байт)  IP-адрес назначения (4 байта)

• Тип оборудования: указывает тип используемого сетевого оборудования, например Ethernet.
• Тип протокола: указывает тип протокола верхнего уровня, например IP.
• Длина аппаратного адреса: указывает количество байтов MAC-адреса.
• Длина адреса протокола: указывает количество байтов IP-адреса.
• Код операции: указывает операцию ARP, которую необходимо выполнить, например запрос или ответ.
• MAC-адрес отправителя: указывает физический адрес отправителя.
• IP-адрес отправителя: указывает IP-адрес отправителя.
• MAC-адрес места назначения: указывает физический адрес места назначения.
• IP-адрес назначения: указывает IP-адрес назначения.

4. IP-дейтаграмма

IP (Интернет-протокол) — один из наиболее важных сетевых протоколов Интернета. Формат IP-дейтаграммы следующий:

  Версия (4 цифры)  Длина заголовка (4 цифры)  Тип услуги (8 цифр)  Общая длина (16 бит)  Идентификация (16 бит)  Флаг (3 цифры)  Смещение чипа (13 бит)  Время жить (8 бит)  Протокол (8 бит)  Контрольная сумма заголовка (16 бит)  Исходный IP-адрес (32 бита)  IP-адрес назначения (32 бита)  Опции (переменная длина)  данные (переменная длина)

• Версия: указывает номер используемой версии IP-протокола.
• Длина заголовка: указывает длину IP-заголовка в 32-битном слове.
• Тип службы: указывает приоритет обработки дейтаграммы.
• Общая длина: указывает длину всей IP-дейтаграммы.
• Идентификация: фрагмент, используемый для уникальной идентификации датаграммы.
• Флаг: используется для указания наличия последующих фрагментов и разрешена ли реорганизация фрагментов.
• Смещение среза: используется для указания относительного положения среза.
• Время жизни: используется для указания максимального времени, в течение которого дейтаграмма может сохраняться в сети.
• Протокол: указывает тип протокола верхнего уровня, например TCP, UDP и т. д.
• Контрольная сумма заголовка: используется для проверки целостности заголовка IP.
• IP-адрес источника: указывает IP-адрес отправителя дейтаграммы.
• IP-адрес назначения: указывает IP-адрес получателя дейтаграммы.
• Опции: используются для расширения функциональности заголовка IP.
• Данные: переданы действительные данные.

5. Датаграмма UDP

UDP (протокол пользовательских дейтаграмм) — это протокол передачи без установления соединения. Формат датаграммы UDP следующий:

  Номер исходного порта (16 бит)  Номер порта назначения (16 бит)  Длина (16 бит)  Контрольная сумма (16 бит)  данные

• Номер порта источника: указывает номер порта отправителя дейтаграммы.
• Номер порта назначения: указывает номер порта приема дейтаграммы.
• Длина: указывает длину дейтаграммы UDP, включая заголовок и данные.
• Контрольная сумма: используется для проверки целостности датаграмм UDP.
• Данные: переданы действительные данные.

6. TCP-дейтаграмма

TCP (протокол управления передачей) — это надежный протокол передачи, ориентированный на соединение. Формат датаграммы TCP следующий:

  Номер исходного порта (16 бит)  Номер порта назначения (16 бит)  Серийный номер (32 бита)  Номер подтверждения (32 цифры)  Длина заголовка (4 цифры)  Зарезервировано (6 цифр)  Биты управления (6 бит)  Размер окна (16 бит)  Контрольная сумма (16 бит)  Указатель аварийной ситуации (16 бит)  Опции (переменная длина)  данные (переменная длина)

• Номер порта источника: указывает номер порта отправителя дейтаграммы.
• Номер порта назначения: указывает номер порта приема дейтаграммы.
• Порядковый номер: используется для передачи и получения датаграмм TCP по порядку.
• Номер подтверждения: указывает следующий байт, который ожидает получить получатель дейтаграммы.
• Длина заголовка: указывает длину заголовка TCP в 32-битном слове.
• Зарезервировано: зарезервированные поля, зарезервированные для использования в будущем.
• Биты управления: используются для обозначения различного состояния и управляющей информации TCP-соединения.
• Размер окна: используется для управления потоком данных, чтобы ограничить объем данных, отправляемых отправителем.
• Контрольная сумма: используется для проверки целостности датаграмм TCP.
• Указатель срочности: используется для указания местоположения срочных данных.
• Опции: используются для расширения функциональности заголовка TCP.
• Данные: переданы действительные данные.

7. Резюме

В этой статье представлен углубленный анализ распространенных форматов сетевых протоколов, включая кадры Ethernet, дейтаграммы ARP, дейтаграммы IP, дейтаграммы UDP и дейтаграммы TCP. Понимая формат и структуру этих протоколов, мы можем лучше понять процессы передачи и обработки данных в сетевых коммуникациях.