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用协议分析工具学习TCP/IP(1)(3)

2008年04月25日
中国协议分析网/

下表3是ARP协议的头信息。硬件类型字段表示硬件地址的类型。它的值为1即表示以太网地址。协议类型字段表示要映射的协议地址类型。它的值为0800即表示IP地址。它的值与包含I P数据报的以太网数据帧中的类型字段的值相同。接下来的两个1字节的字段,硬件地址长度和协议地址长度分别指出硬件地址和协议地址的长度,以字节为单位。对于以太网上IP地址的ARP请求或应答来说,它们的值分别为6和4。Op即操作(Opoperation),1是ARP请求、2是ARP应答、3是RARP请求和4为RARP应答,第二行中该字段值为2表示应答。接下来的四个字段是发送端的硬件地址、发送端的IP地址、目的端的硬件地址和目的端IP地址。注意,这里有一些重复信息:在以太网的数据帧报头中和ARP请求数据帧中都有发送端的硬件地址。对于一个ARP请求来说,除目的端硬件地址外的所有其他的字段都有填充值。
表3的第2行为应答,当系统收到一份目的端为本机的ARP请求报文后,它就把硬件地址填进去,然后用两个目的端地址分别替换两个发送端地址,并把操作字段置为2,最后把它发送回去。 

表3
第二组 建立连接
1)下图显示的是3-5行的数据 

图11
2)解释数据包
这三行数据是两机建立连接的过程。
这三行的核心意思就是TCP协议的三次握手。TCP的数据包是靠IP协议来传输的。但IP协议是只管把数据送到出去,但不能保证IP数据报能成功地到达目的地,保证数据的可靠传输是靠TCP协议来完成的。当接收端收到来自发送端的信息时,接受端详发送短发送一条应答信息,意思是:“我已收到你的信息了。”第三组数据将能看到这个过程。TCP是一个面向连接的协议。无论哪一方向另一方发送数据之前,都必须先在双方之间建立一条连接。建立连接的过程就是三次握手的过程。
这个过程就像要我找到了张三向他借几本书,第一步:我说:“你好,我是担子”,第二步:张三说:“你好,我是张三”,第三步:我说:“我找你借几本书。”这样通过问答就确认对方身份,建立了联系。
下面来分析一下此例的三次握手过程。
1))请求端208号机发送一个初始序号(SEQ)987694419给1号机。
2))服务器1号机收到这个序号后,将此序号加1值为987694419作为应答信号(ACK),同时随机产生一个初始序号(SEQ)1773195208,这两个信号同时发回到请求端208号机,意思为:“消息已收到,让我们的数据流以1773195208这个数开始。”
3))请求端208号机收到后将确认序号设置为服务器的初始序号(SEQ)1773195208加1为1773195209作为应答信号。
以上三步完成了三次握手,双方建立了一条通道,接下来就可以进行数据传输了。
下面分析TCP头信息就可以看出,在握手过程中TCP头部的相关字段也发生了变化。
3)头信息分析
如图12所示,第3数据包包含了三头信息:以太网(Ethernet)和IP和TCP。
头信息少了ARP多了IP、TCP,下面的过程也没有ARP的参与,可以这样理解,在局域网内,ARP负责的是在众多联网的计算机中找到需要找的计算机,找到工作就完成了。
以太网的头信息与第1、2行不同的是帧类型为0800,指明该帧类型为IP。 

图12

               IP协议头信息
IP是TCP/IP协议族中最为核心的协议。从图5可以看出所有的TCP、UDP、ICMP及IGMP数据都以IP数据报格式传输的,有个形象的比喻IP协议就像运货的卡车,将一车车的货物运向目的地。主要的货物就是TCP或UDP分配给它的。需要特别指出的是IP提供不可靠、无连接的数据报传送,也就是说I P仅提供最好的传输服务但不保证IP数据报能成功地到达目的地。看到这你会不会担心你的E_MAIL会不会送到朋友那,其实不用担心,上文提过保证数据正确到达目的地是TCP的工作,稍后我们将详细解释。 
如表4是IP协议的头信息。 

表4 IP数据报格式及首部中的各字段


图12中所宣布分45 00—71 01为IP的头信息。这些数是十六进制表示的。一个数占4位,例如:4的二进制是0100
4位版本:表示目前的协议版本号,数值是4表示版本为4,因此IP有时也称作IPv4;
4位首部长度:头部的是长度,它的单位是32位(4个字节),数值为5表示IP头部长度为20字节。
8位服务类型(TOS):00,这个8位字段由3位的优先权子字段,现在已经被忽略,4位的TOS子字段以及1 位的未用字段(现在为0)构成。4位的TOS子字段包含:最小延时、最大吞吐量、最高可靠性以及最小费用构成,这四个1位最多只能有一个为1,本例中都为0,表示是一般服务。

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