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一、MAC帧
1.1 无VLAN标识MAC帧
1.2 VLAN标识的MAC帧
二、ARP
三、IP
四、ICMP
五、UDP
六、TCP
浅谈常用的网络协议帧格式
一、MAC帧
1.1 无VLAN标识MAC帧
Ethernet II 类型以太网帧最小长度为64字节（6+6+2+46+4），最大长度为1518字节（6+6+2+1500+4）。
（1）目标MAC地址：目的MAC地址，IPV4为6字节，该字段确定帧的接收者
（2）源MAC地址：源MAC地址，IPV4为6字节，该字段标识帧的发送者
（3）类型：协议类型。用来标识数据字段内的高层协议。常用类型如下：
- 0x0800：IP报文
- 0x0806：ARP报文
- 0x8100：携带VLAN标识的MAC帧，用于区分MAC帧是否携带VLAN标识
（4）数据：数据字段，最小长度必须为46字节。
（5）FCS：CRC校验，用来检查帧内的数据错误，不能纠错。
1.2 VLAN标识的MAC帧
4字节的VLAN TAG 包含以下参数：
- 2个字节的标签协议标识：0x8100
- 2个字节的标签控制信息：
- 用户优先级：3 位，取值范围0~7，值越大优先级越大。
- CFI规范格式标识符：1位，0代表帧VLAN正确，1代表VLAN错误
- VID：12位，标识VALN ID，也就是VLAN号
二、ARP
由于以太网环境中使用的是MAC地址，而不是IP地址，而ARP协议就是用来实现IP地址与MAC地址的转换的协议。
ARP报文封装在MAC帧的数据字段中。
（1）硬件类型：2字节，用来定义运行ARP的网络类型；以太网的类型未0x0001。
（2）协议类型：2字节，用来定义使用的类型，对于IPv4协议类型为0x0800。
（3）硬件长度：1字节，标识硬件地址长度，对于以太网的值为6。
（4）协议长度：1字节，标识软件逻辑地址长度，对于IPv4的值为4。
（5）操作码：2字节，用来定义报文的类型。已定义的分租类型有两种：ARP请求为0x01，ARP响应为0x02。
（6）源硬件地址：可变字段，发送方的硬件地址，以太网中该字段长度为6字节。
（7）源逻辑地址：可变字段，发送方的逻辑地址，IPv4中该字段长度为4字节。
（8）目的硬件地址：可变字段，接收方的硬件地址，以太网中该字段长度为6字节。
（9）目的逻辑地址：可变字段，接收方的逻辑地址，IPv4中该字段长度为4字节。
三、IP
（1）版本：IP协议的版本，0x0100（IPv4），0x0110（IPv6）
（2）首部长度：IP报头的长度。固定部分的长度（20字节）和可变部分的长度之和，最大长度为15个4字节，即15*4=60字节，去掉固定长度20字节，可变长度最大为40字节
（3）服务类型：长度为1字节
（4）总长度：IP报文的总长度，含报文头部以及数据部分
（5）ID号：标识主机发送的报文唯一ID，当IP报文长度超过传输网络的MTU时必须要分片处理，该字段用于区分收到的分片是否属于同一报文以及报文重组
（6）标志：共3位，R、DF、MF三位，目前只有后两者有效；DF=1表示不分片，DF=0表示分片；MF=1表示后续还有分片包，MF=0表示该分片是最后一片
（7）分片偏移：该分片在原先数据报文中相对首位的偏移位，片偏移以8个字节为偏移单位，即每个分片的长度一定是8字节的整数倍
（8）生存时间：IP报文所允许通过的路由器的最大数量
（9）协议号：指出IP报文携带的数据使用的是那种协议，1 ICMP；6 TCP；17 UDP
（10）首部校验和：计算IP头部的校验和，检查IP报头的完整性。
（11）发送方IP地址：标识IP数据报的源端设备
（12）接收方IP地址：标识IP数据报的目的地址
（13）可选字段：0-40字节，一些可选项，主要用于测试，不足32bit则用0补充。
（14）IP数据：IP层MTU为1480字节，这是在MAC层MTU1500基础上去掉固定头部长度20字节得到的
四、ICMP
（1）类型：ICMP消息类型大约有10多种，常用的类型有，8 = Echo Request（ping请求），0 = Echo Reply（ping应答），13 = 时间戳请求，14 = 时间戳应答;3 = 目标不可达
（2）代码：ICMP消息类型下得进一步细分，用于进一步分析错误的原因，代码值不同对应错误也不同
（3）校验和:对包括ICMP报文数据部分在内的整个ICMP数据报的校验和，以检验报文在传输过程中是否出现了差错
五、UDP
UDP报文是面向无连接的传输层协议，确定了该协议的特性：效率高，速度快。
（1）源端口号：表示数据发送方的应用层程序
（2）目的端口号：表示数据接收方的应用层程序
（3）长度：2字节，表示UDP报文的总长度
（4）UDP校验：校验和，长度2字节
（5）数据：UDP的MTU为1472字节
六、TCP
TCP报文时面向连接的传输层协议，使用了序列号和确认号，以及三次握手、四次挥手以及重传机制，实现可靠的传输。
（1）源端口号：表示数据发送方的应用层程序
（2）目的端口号：表示数据接收方的应用层程序
（3）序列号SEQ：TCP链接中传输的数据流中每个字节都编上一个序号。序号字段的值指的是本报文段所发送的数据的第一个字节的序号。
（4）确认号ACK：是期望收到对方的下一个报文段的数据的第1个字节的序号，即上次已成功接收到的数据字节序号加1。只有ACK标识为1，此字段有效。
（5）首部长度：数据偏移，即首部长度，指出TCP报文段的数据起始处距离TCP报文段的起始处有多远，以32比特（4字节）为计算单位。最多有60字节的首部，若无选项字段，正常为20字节。
（6）保留：保留，占 6位，必须为0
（7）控制位：
- URG：表示紧急指针字段有效
- ACK：接收数据序号字段有效
- PSH：表示通过flush操作发送的数据
- RST：强制断开连接，用于异常中断的情况
- SYN：同步序号，用于建立连接过程，在连接请求中发送SYN=1和ACK=0 ， 应答 SYN=1和ACK=1
- FIN：用于释放连接，为1时表示发送方已经没有数据发送了，即关闭本方数据流。
（8）窗口：TCP的流量控制，窗口起始于确认序号字段指明的值，这个值是接收端正期望接收的字节数。窗口最大为65535字节。
（9）校验和：校验字段，包括TCP首部和TCP数据
（10）紧急指针，只有当URG标志置1时紧急指针才有效。紧急指针指出在本报文段中紧急数据共有多少个字节（紧急数据放在本报文段数据的最前面）
（11）选项字段：长度不定。但必须是32bits的整倍数
（12）数据：可以不发送任何数据，TCP会在握手阶段告知对方自己的MSS（最大分段大小，常见为1460），而MSS+TCP头部（20byte）+IP头部（20byte）就得到MAC层的MTU1500字节文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-720838.html
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