IP數(shù)據(jù)包格式協(xié)議字段和ARP協(xié)議的工作原理

IP數(shù)據(jù)包格式協(xié)議字段和ARP協(xié)議的工作原理

IP數(shù)據(jù)包格式

IP包數(shù)據(jù)格式解析：

版本（Version）: 該字段包含的是IP的版本號，4bit,目前的版本是4.（即代表IPV4）

首部長度（Header length）：該字段用于表示IP地址包頭長度，4bit。IP數(shù)據(jù)包頭最短為20字節(jié)，但其長度是可變的，具體長度取決于可選項字段的長度。

優(yōu)先級與服務(wù)類型（Priority & Type of service ）: 該字段用于表現(xiàn)數(shù)字包的優(yōu)先級和服務(wù)類型，8bit。通過在數(shù)據(jù)包中劃分一定的優(yōu)先級，用于實現(xiàn)Qos（服務(wù)質(zhì)量）的要求。

總長度（Total Length）:該字段用以整個IP數(shù)據(jù)包的長度，16bit。當(dāng)ip對上層數(shù)據(jù)進(jìn)行分片時，它將給所有的分片配同一組編號，然后將這些編號放入標(biāo)示符字段中，保證分片不會被錯誤的重組。

標(biāo)志(Flags): 標(biāo)志字段，3bit，對當(dāng)前的包不能進(jìn)行分片（當(dāng)該包從一個以太網(wǎng)發(fā)送到另一個以太網(wǎng)時）或當(dāng)一個包被分片后用以指示在一系列的分片中，最后一個分片是否已發(fā)出。

段偏移量（Fragment Offset）:13bit，段偏移量中包含的信息是指在一個分片序列中如何將各分片重新連接起來。

TTL（Time to Live）: 該字段表示IP數(shù)據(jù)包的生命周期，8bit，一個數(shù)據(jù)包每經(jīng)過一個路由器，TTL將減1，當(dāng)TTL為0時，該數(shù)據(jù)包被丟棄，可以防止一個數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中無限循環(huán)轉(zhuǎn)發(fā)下去。

協(xié)議號（Protocol）：8bit，該字段用以指示在IP數(shù)據(jù)包中封裝的是哪一個協(xié)議，是TCP還是UDP，TCP協(xié)議號為6，UDP協(xié)議號為17.

首部校驗和（header checksum）：該字段用于表示校驗和，16bit，接受方和網(wǎng)關(guān)來校驗數(shù)據(jù)有沒有被改動過。

源IP地址（source ip address）：該字段用于表示數(shù)據(jù)包的源地址。32bit

目標(biāo)IP地址（Destination IP address）:該字段用于表示數(shù)據(jù)包的目的地址。32bit。

可選項（Options）：可選項字段根據(jù)實際情況可變長，可以和IP一起使用的選項有多個。例如，可以輸入創(chuàng)建該數(shù)據(jù)包的時間等，在可選項之后就是上層數(shù)據(jù)。

ARP協(xié)議的工作原理
把IP地址解析為MAC地址
PC1發(fā)送數(shù)據(jù)給PC2，先查看緩存里有沒有PC2的MAC地址，沒有的話PC1發(fā)送一條ARP請求廣播
ARP請求消息中包括PC1的IP地址和MAC地址以及PC2的IP地址和目的MAC地址，此時廣播MAC地址為FF-FF-FF-FF-FF-FF.
交換機(jī)收到ARP廣播后做泛洪處理,此時除PC1以外的所有主機(jī)都將收到ARP請求消息,PC2收到請求消息后以單播方式發(fā)送ARP應(yīng)答并在自己的ARP列表中緩存PC1的IP地址和MAC地址的對應(yīng)關(guān)系,其他主機(jī)則丟掉此ARP請求消息.
PC1則在自己的ARP列表中添加PC2的IP地址和MAC地址的對應(yīng)關(guān)系，從而以單播方式與PC2通信.