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常用协议报文简介ppt

归档日期:07-05       文本归类:帧控制字段      文章编辑:爱尚语录

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  网络技术 常用协议报文简介 PPP帧的格式 MAC帧的格式 HDLC帧的格式 IP数据报 RIP2报文 UDP用户数据报 TCP报文段 * * * * * * * * 学生会—外联部 朱国颂 时间:2012-04-12 F(7E) FCS 信息部分(IP数据报) 协议 C(03) A(FF) F(7E) 首部 可变长度(不超过1500个字节) 尾部 一、 在异步传输中,一个数据帧是以7E开始,并且是以7E结束,并且在PPP协议中把转义符写为0x7E。 对于在信息部分出现的特殊信息,PPP协议给出了字节填充方法: 把信息字段中出现的每一个0x7E字节转变成为2字节序列(0x7D,0x5E)。 若信息字段中出现一个0x7D的字节(即出现了和转义字符一样的比特组合), 则把0x7D转变成为2字节序列(0x7D,0x5D)。 若信息字段中出现ASCII码的控制字符(即数值小于 0x20的字符),则在该字符前面要加入一个0x7D字节,同时将该字符的编码加以改变。如出现0x03(在控制字符中是“传输结束”ETX)就要把它转变成为1字节序列(0x7D,0x23)。 二、 在同步传输中,PPP协议采取零比特填充法。当二进制中出现11111后就要在后面加上一个0,读取的时候遇见11111就把后面的0去掉。 1个字节 1个字节 2个字节 2个字节 一个字节 1个字节 FCS 数据 类型 源地址 目的地址 插入字段 IEEE 802.3标准规定凡是出现以下情况之一的即是无效的MAC帧: 帧的长度不是整数个字节; 收到的帧的MAC客户数据字段的长度不在46----1500字节之间 用收到的帧检验序列FCS查出有差错; 目的机器的 MAC地址 6个字节 源机器的 MAC地址 6个字节 说明网络层 的协议 2个字节 IP数据报 46—1500字节 帧检验序列 4个字节 101010···10101010 10101011 7个字节 共8个字节 标志 帧校验序列 信息 控制 地址 标志 标志字段(F) 标志字段为01111110的比特模式,用于标志帧的起始和前一帧的终止。占1个字节。 地址字段(A) 命令帧中的地址字段携带的是对方站的地址,而响应帧中的地址字段所携带的地址是本站的地址。某一地址也可分配给不止一个站,这种地址称为组地址,利用一个组地址传输的帧能被组内所有拥有该组地址的站接收,但当一个从站或组合站发送响应时,它仍应当用它惟一的地址。还可用全“1”地址来表示包含所有站的地址,这种地址称为广播地址,含有广播地址的帧传送给链路上所有的站。另外,还规定全“0”地址为无站地址,这种地址不分配给任何站,仅用作测试。占1个字节。 控制字段(C) 占1个字节。控制字段用于构成各种命令和响应,一边对链路进行监视和控制。发送方主站或组合站利用控制字段来通知被寻址的从站或组合站执行约定的操作;相反,从站用该字段作为对命令的响应,报告已完成的操作或状态的变化,是HDLC的关键。 信息字段(I) 信息字段可以是任意的二进制比特串。比特串长度未作严格限定,其上限由FCS字段或站点的缓冲器容量来确定,目前用的较多的是1000—2000比特;而下限可以是0,即无信息字段。但是,监控帧中规定不可有信息字段。 帧校验序列字段(FCS) 帧校验序列字段可以使用16位CRC,对两个标志字段之间的整个帧的内容进行校验。(生成多项式) HDLC有信息帧(I帧)、监控帧(S帧)、和无编号帧(U帧)三种不同类型的帧。 M3 M4 M5 P/F M1 M2 1 0 U格式 N(R) P/F S1 S2 1 0 S格式 N(R) P N(S) 0 I格式 8 7 6 5 4 3 2 1 控制字段位 控制字段中的第1位或第1、第2位表示传送帧的类型。第5位是P/F位,即轮询/终止位。当P/F位用于命令帧(由主站发出)时,起轮询的作用,即当该位为“1”时,要求被轮询的从站给出响应,所以此时P/F位可称为轮询位(或P位);当P/F位用于响应帧(由从站发出)时,称为终止位(或F位),当其为“1”时,表示接收方确认的结束。为了进行连续传输,需要对帧进行编号,所以控制字段中包括了帧的编号。 信息帧(I帧):信息帧用于传送有效信息或数据,通常简称I帧。I帧以控制字段第1位为“0”来标志。信息帧控制字段中的N(S)用于存放发送帧序号,以使发送方不必等待确认而连续发送多帧。N(S)是一个捎带的确认,用于存放接收方下一个预期要接收的帧的序号,即N(S)之前的都已经确认接收。 监控帧(S帧):监控帧用于差错控制和流量控制,通常称为S帧。S帧以控制字段第1、2位“10”来标志。S帧不带信息字段,帧长只有6个字节即48个比特。S帧的控制字段的第3、4位为S帧类型编码,共有四种不同的组合,分别表示: “00”——接收就绪(RR),由主站或从站发送。主站可以使用RR型S帧来轮询从站,即希望从站传输编号为N(R)的I帧,若存在这样的帧,便进行传输;从站也可用RR型S帧来进行响应,表示从站期望接收的下一帧的编号是N(R)。 “01”——拒绝(REJ),由主站或从站发送,用以要求发送方对从编号为N(R)开始的帧及其以后所有的帧进行重发,这也暗示N(R)以前的I帧已被正确接收。 “10”——接收未就绪(RNR),表示编号小于N(R)的I帧已被收到,但目前正处于忙状态,尚未准备好接收编号为N(R)的I帧,这可用来对链路流量进行控制。 “11”——选择拒绝(SREJ),它要求发送方发送编号为N(R)的单个I帧,并暗示其它编号的I帧已全部确认。 接收就绪RR型S帧和接收未就绪RNR型S帧有两个功能:首先,这两种类型的S帧用来表示从站已准备好或未准备好接收信息;其次,确认编号小于N(R)的所有接收到的I帧。拒绝REJ和选择拒绝SREJ型S帧,用于向对方站指出发生了差错。REJ帧对应Go-back-N策略,用以请求重发N(R)起始的所有帧,而N(R)以前的帧已被确认,当收到一个N(S)等于REJ型S帧N(R)的I帧后,REJ状态即可清除。SREJ帧对应选择重发策略,当收到一个N(S)等于SREJ帧的N(R)的I帧时,SREJ状态即应消除。 无编号帧(U帧):无编号帧因其控制字段中不包含编号N(S)和N(R)而得名,简称U帧。U帧用于提供对链路的建立、拆除以及多种控制功能,这些控制功能用5个M位(M1-M5,也称修正位)来定义,可以定义32种附加的命令或应答功能。但并不是所有de32zhong可能都找到了。用到的命令例如DISC表示要拆除连接。例如FRMR表示帧拒绝。 数据部分 填充 可选字段(长度可变) 目的地址 源地址 首部检验和 协议 生存时间 片偏移 标志 标识 总长度 区分服务 首部长度 版本 数据部分 首部 版本 占4位,目前IP广泛使用的是IPv4. 首部长度 占4位,可表示的最大十进制数值是15,。这个字段所标识数是32位字(一个32位字长4字节),因此,当IP的首部长度是1111时,首部长度就达到最大值60个字节。 区分服务 占8位,用来获得更好的服务。这个字节在旧版本中叫做服务类型,一直没有使用过。 总长度 总长度等于首部和数据之和,单位是字节。总长度字段为16位,因此数据报的最大长度是2^16-1=65535字节。 标识 占16位,当IP分片时,这个标识字段会复制,当标识字段相同时,说明是同一个数据报分出来的。 标志 占3位,但目前只有两位有意义。标志字段的最低位记为MF。MF=1即表示后面“还有分片”的数据报。MF=0表示这已经是若干数据报片中的最后一个。标志字段中间的一位记为DF,意思是“不能分片”。只有当DF=0时才允许分片。 片偏移 占13位。对于数据报的数据部分,片偏移以8个字节为单位偏移。 生存空间 占8位,英文缩写TTL,每经过一个路由器,生存空间减1,当生存空间等于0时,数据报丢弃。 协议 占8位,指数据报的数据部分携带什么协议,以方便传给哪个运输层。 首部检验和 占16位,这个字段只检验首部部分,但不包括数据部分数据每经过一个路由器,都要重新计算一下首部检验和,以确定数据是否正确。在发送方,先将IP数据包首部划分成许多的16位字的序列,并把检验和字段置为0,用反码算数运算求和把所有16位字相加后,将得到的和的反码写入检验和字。接收方收到数据报后,将首部的所有16位字再使用反码算数运算相加一遍,将得到的和取反码,即得出 接收方检验和的计算结果,若这个结果是0,则说明数据报正确,否则就说明数据错误。 源地址 占32位。 目的地址 占32位。 可变部分 从1个字节到40个字节不等。 RIP报文 UDP首部 IP首部 UDP用户数据报 IP数据报 路由部分 首部 RIP2报文首部 占4个字节,包括命令、版本和后面一部分,其中的命令字段指出报文的意义。例如,1表示请求路由信息,2表示对请求路由信息的响应或未被请求而发出的更新报文。首部后面的第三部分是“必为0”字段,他是为了4字节字的对齐。 RIP2报文的路由部分 这部分有若干个路由信息组成。每个路由信息需要20个字节。包括地址族标识符(又称为地质类别,用于标志所使用的地址协议,如果是IP协议则占2个字节)、路由标记(填入自治系统号ASN,是一个16位的号码,最大为65535,占2个字节)、网络地址(占4个字节)、子网掩码(占4个字节)、下一跳路由器地址(占4个字节)、距离(占4个字节,范围是1—16),一个RIP报文最多可包括25个路由。 OSPF分组 IP数据报首部 类型1至类型5的OSPF分组 OSPF分组首部 鉴别 鉴别 鉴别类型 检验和 区域标识符 路由器标识符 分组长度 类型 版本 OSPF协议的格式 OSPF分组首部的长度为24字节,分为: 版本 当前的版本号是2,占1个字节。 类型 可以是五种类型分组中的一种,占1个字节。 分组长度 包括OSPF首部在内的分组长度,以字节为单位。占2个字节。 路由器标识符 标志发送该分组的路由器的接口的IP地址,占4个字节。 区域标识符 分组属于的区域的标识符,占4个字节。 检验和 用来检测分组中的差错,占2个字节。 鉴别类型 目前只有两种。0(不用)和1(口令)。占2个字节。 鉴别 鉴别类型为0时就填入0。鉴别类型为1则填入8个字符的口令。占8个字节。 OSPF的五种分组类型 问候(HELLO)分组,用于发现和维持邻站的可达性。 数据库描述分组,向邻站给出自己的链路状态数据库中的所有链路状态项目的摘要信息。 链路状态请求分组,向对方请求发送某些链路状态项目的详细信息。 链路状态更新分组,用泛范法对全网更新链路状态。 链路状态确认分组,对链路更新分组的确认。 IP数据报的数据部分 IP首部 UDP的数据部分 UDP首部 源端口 目的端口 检验和 长度 UDP长度 17 0 目的IP地址 源IP地址 伪首部 源端口 源端口号。在需要对方回信时选用。不需要时全是0。占2个字节。 目的端口 目的端口号。这在终点交付报文时必须要使用到。占2个字节。 长度 UDP用户数据报的长度,其最小值是8(仅有首部)。占2个字节。 检验和 检验UDP用户数据报在传输中是否有错。有错就丢弃。占2个字节。在计算检验和时要在UDP用户数据报之前增加12个字节的伪首部。不过,这个伪首部既不向上传送也不向上传送。 源IP地址 起始用户的IP地址。占4个字节。 目的IP地址 占4个字节。 全零字节 它的值是0.占1个字节。 IP首部协议字段值 对于UDP,此协议字段值为17.占1个字节。 UDP用户数据报长度 占2个字节。 IP数据报的数据部分 IP首部 TCP报文段的数据部分 TCP首部 填充 选项(长度可变) 紧急指针 检验和 窗口 FIN SYN RST PSH ACK URG 保 留 数据偏移 确认号 序号 目的端口 源端口 源端口和目的端口 各占2个字节。分别写入源端口号和目的端口号。 序号 占4个字节。序号范围是[0,2^32-1],共2^32个序号。序号增加到2^32-1后,下一个序号就又会回到0. 确认号 占4个字节。是期望收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号。 数据偏移 占4位,它指出TCP报文段的数据起始处距离TCP报文段的起始处有多远。这个字段实际是指出TCP报文段的首部长度。又与首部中海油长度不确定的选项字段,因此数据偏移字段是必需的。“数据偏移”的单位是32位字(即以4字节长的字为计算单位)。由于4位二进制数能够表示的最大十进制数字是15,因此数据偏移的最大值是60字节,这也是TCP首部的最大长度(即选项长度不能超过40字节)。 保留 占6位,保留为今后使用,但目前应置为0. 紧急URG 当URG=1时,表明紧急指针字段有效,不必排队应首先处理。占1位。当URG置1时,发送应用进程就告诉发送方的TCP有紧急数据要发送。于是发送方TCP就把紧急数据插入到本报文段数据的最前面,而在紧急数据后面的数据仍是普通数据。这时要与首部中紧急指针字段配合使用。 确认ACK 仅当ACK=1时确认号字段才有效。当ACK=0时,确认号无效。TCP规定,在建立连接后所有传送的报文段都必须把ACK置1. 推送PSH 当两个应用进程进行交互式的通信时,有时在一端的应用进程希望在键入一个命令后立即就能够收到对方的响应。在这种情况下,TCP就可以使用推送操作。这时,发送方TCP把PSH置1,并立即创建一个报文段发送过去。接受方TCP收到PSH=1的报文段,就尽快地交付给接受应用进程,课不再等到整个缓存都填满了后再向上交付。 复位RST 当RST-1时,表明TCP连接中出现严重差错,必须释放连接,然后再重新建立运输连接。RST置1还用来拒绝一个非法的报文段或拒绝打开一个连接。RST也可称为重建位或重置位。 同步SYN 当SYN=1而ACK=0时,表明这是一个连接请求报文段。对方若同意建立连接,则应在响应的报文段中使SYN=1和ACK=1。因此,SYN置为1就表示这是一个连接请求或连接接受报文。 终止FIN 释放连接。当FIN=1时,表明此报文段的发送方的数据已发送完毕,并要求释放连接。 窗口 占2个字节。窗口值是[0,2^16-1]之间的整数。窗口值作为接收方让发送方设置其发送窗口的依据。 检验和 占2个字节。和UDP的检验和相同(不同点在于伪首部的第4个字段中的17改为6,第5个字段中的UDP长度改为TCP长度) 紧急指针 占2个字节。它指出本报文段中的紧急数据的字节数。因此紧急指 针指出了紧急数据的末尾在报文段中的位置。当所有紧急数据都处理完时TCP就告诉应用程序恢复到正常操作。即使窗口为零时也可以发送紧急数据。 选项 长度可变,最长可达40字节。当没有使用选项时,TCP的首部长度是20字节。 填充 将首部填充到2个字节的整数倍数。

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