在如何封裝一個(gè)數(shù)據(jù)包上，是一個(gè)非常細(xì)致的問題，而利用UDP協(xié)議來封裝的話，是比較簡(jiǎn)單，讓我們一步步來分析典型的TCP/IP協(xié)議。一般來說一個(gè)典型的一個(gè)數(shù)據(jù)包，包括以太網(wǎng)MAC頭+網(wǎng)絡(luò)層IP數(shù)據(jù)頭+傳輸層UDP頭+要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。讓我們一層層來看看這些數(shù)據(jù)頭是如何構(gòu)成的。
一般情況下，以太網(wǎng)MAC頭由14個(gè)字節(jié)構(gòu)成，12個(gè)自己的MAC地址+上層協(xié)議的標(biāo)識(shí)符。舉個(gè)例子
如果你要發(fā)送的目標(biāo)MAC位00:1d:09:10:d1:9c，而你的MAC地址為01:60:6e:11:02:0f，上層一般都是網(wǎng)絡(luò)層，即為IP層，IP層的標(biāo)識(shí)符為0x8000，那么你的以太網(wǎng)MAC頭就為
00 1d 09 10 d1 9c 01 60 6e 11 02 0f 80 00.
下面是更詳細(xì)的解釋，引用http://blog.csdn.net/louiswang2009/archive/2010/05/04/5554524.aspx這片博客。
8字節(jié)的前導(dǎo)用于幀同步，CRC域用于幀校驗(yàn)。這些用戶不必關(guān)心其由網(wǎng)卡芯片自動(dòng)添加。目的地址和源地址是指網(wǎng)卡的物理地址，即MAC地址，具有唯一性。幀類型或協(xié)議類型是指數(shù)據(jù)包的高級(jí)協(xié)議，如 0x0806表示ARP協(xié)議，0x0800表示IP協(xié)議等?！ ?/p>
0x45, 0x00, IPlenght_h, IPlenght_l,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80, 0x11,
IPchecksum4, IPchecksum5,
IPsource_1, IPsource_2, IPsource_3, IPsource_4,IPdestination_1, IPdestination_2, IPdestination_3, IPdestination_4
上面是一個(gè)簡(jiǎn)單的ip頭的例子，下面一個(gè)個(gè)的來解釋啊！
0x45,其中的高位0x4，表示的是版本號(hào)，ipv4的意思，而后面低字節(jié)5表示的是指明IPv4協(xié)議包頭長(zhǎng)度的字節(jié)數(shù)包含多少個(gè)32位，這里是5，也就是說協(xié)議頭是5*4=20個(gè)字節(jié)的大小。
0x00，定義IP封包在傳送過程中要求的服務(wù)類型，如果所有4bit均為0,那么就意味著是一般服務(wù)，具體如下：
◆000..... (Routine): 過程字段,占3位?設(shè)置了數(shù)據(jù)包的重要性,取值越大數(shù)據(jù)越重要,取值范圍為:0(正常)~ 7(網(wǎng)絡(luò)控制)
◆...0....(Delay):延遲字段 ,占1位,取值:0(正常)?1(期特低的延遲)
◆....0...(Throughput):流量字段,占1位?取值:0(正常)?1(期特高的流量)
◆.....0..(Reliability) :可靠性字段,占1位?取值:0(正常)?1(期特高的可靠性)
◆…..0.(ECN-Capable Transport):顯式擁塞指示傳輸字段,占1位?由源端設(shè)置,以顯示源端節(jié)點(diǎn)的傳輸協(xié)議是支持ECN(Explicit Cogestion Notifica tion,顯式擁塞指示)的?取值:0(不支持ECN)?1(支持ECN)
◆.......0(Congestion Experienced):擁塞預(yù)警字段,占1位?取值:0(正常,不擁塞)?1(擁塞)
IPlenght_h, IPlenght_l,表示的是包總長(zhǎng)度=IP頭長(zhǎng)度+UDP頭長(zhǎng)度+數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，最后講長(zhǎng)度分為高8位和低8位。
0x00, 0x00,是上面的標(biāo)志位，16個(gè)字節(jié)。每一個(gè)IP封包都有一個(gè)16位的唯一識(shí)別碼?當(dāng)程序產(chǎn)生的數(shù)據(jù)要通過網(wǎng)絡(luò)傳送時(shí)都會(huì)被拆散成封包形式發(fā)送,當(dāng)封包要進(jìn)行重組的時(shí)候這個(gè)ID就是依據(jù)了。
0x00, 0x00這16位是由兩部分組成，包括3bit的標(biāo)記位和13bit的分段偏移量。
這是當(dāng)封包在傳輸過程中進(jìn)行最佳組合時(shí)使用的3個(gè)bit的識(shí)別記號(hào)?占3位?
◆000(Reserved Fragment):保留分段?當(dāng)此值為0的時(shí)候表示目前未被使用?
◆.0.(Don't Fragment):不分段?當(dāng)此值為0的時(shí)候表示封包可以被分段,如果為1則不能被分割?
◆..0( More Fragment):更多分段?當(dāng)上一個(gè)值為0時(shí),此值為0就示該封包是最後一個(gè)封包,如果為1則表示其後還有被分割的封包?
IP協(xié)議頭格式規(guī)定當(dāng)封包被分段之后,由于網(wǎng)路情況或其它因素影響其抵達(dá)順序不會(huì)和當(dāng)初切割順序一至,所以當(dāng)封包進(jìn)行分段的時(shí)候會(huì)為各片段做好定位記錄,以便在重組的時(shí)候就能夠
對(duì)號(hào)入座?值為多少個(gè)字節(jié),如果封包并沒有被分段,則FO值為“0"? 占13位?
0x80表示生存時(shí)間。生存時(shí)間字段設(shè)置了數(shù)據(jù)報(bào)可以經(jīng)過的最多路由器數(shù),表示數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)上生存多久?TTL的初始值由源主機(jī)設(shè)置(通常為32或64),一旦經(jīng)過一個(gè)處理它的路由器,它的值就減去1?當(dāng)該字段的值為0時(shí),數(shù)據(jù)報(bào)就被丟棄,并發(fā)送ICMP消息通知源主機(jī)?這樣當(dāng)封包在傳遞過程中由於某些原因而未能抵達(dá)目的地的時(shí)候就可以避免其一直充斥在網(wǎng)路上面?占8位?
0x11表示的是傳輸層的協(xié)議。如下表所示：
IPchecksum4, IPchecksum5這兩個(gè)是頭校驗(yàn)和的高8位和低8位。
指IPv4數(shù)據(jù)報(bào)包頭的校驗(yàn)和?這個(gè)數(shù)值用來檢錯(cuò)用的,用以確保封包被正確無誤的接收到?當(dāng)封包開始進(jìn)行傳送后,接收端主機(jī)會(huì)利用這個(gè)檢驗(yàn)值會(huì)來檢驗(yàn)余下的封包,如果一切無誤就會(huì)發(fā)出確認(rèn)信息表示接收正常?與UDP和TCP協(xié)議包頭中的校驗(yàn)和作用是一樣的?占16位?
首部檢驗(yàn)和字段是根據(jù)IP首部計(jì)算的檢驗(yàn)和碼,不對(duì)首部后面的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算?ICMP?IGMP?UDP和TCP協(xié)議在它們各自的首部中均含有同時(shí)覆蓋首部和數(shù)據(jù)檢驗(yàn)和碼?
IP協(xié)議頭格式規(guī)定了：計(jì)算一份數(shù)據(jù)報(bào)的IP檢驗(yàn)和,首先把檢驗(yàn)和字段置為0?然后,對(duì)首部中每個(gè)16位進(jìn)行二進(jìn)制反碼求和(整個(gè)首部看成是由一串16位的字組成),結(jié)果存在檢驗(yàn)和字段中?當(dāng)接收端收到一份IP數(shù)據(jù)報(bào)后,同樣對(duì)首部中每個(gè)16 位進(jìn)行二進(jìn)制反碼的求和?由于接收方在計(jì)算過程中包含了發(fā)送方存在首部中的檢驗(yàn)和,因此,如果首部在傳輸過程中沒有發(fā)生任何差錯(cuò),那么接收方計(jì)算的結(jié)果應(yīng)該為全1?如果結(jié)果不是全1(即檢驗(yàn)和錯(cuò)誤),那么IP就丟棄收到的數(shù)據(jù)報(bào)?但是不生成差錯(cuò)消息,由上層去發(fā)現(xiàn)丟失的數(shù)據(jù)報(bào)并進(jìn)行重傳?
ICMP?IGMP?UDP和TCP都采用相同的檢驗(yàn)和算法,盡管TCP和UDP除了本身的首部和數(shù)據(jù)外,在IP首部中還包含不同的字段?由于路由器經(jīng)常只修改TTL字段(減1),因此當(dāng)路由器轉(zhuǎn)發(fā)一份消息時(shí)可以增加它的檢驗(yàn)和,而不需要對(duì)IP整個(gè)首部進(jìn)行重新計(jì)算?
IPsource_1, IPsource_2, IPsource_3, IPsource_4,IPdestination_1, IPdestination_2, IPdestination_3, IPdestination_4這兩個(gè)就表示了源IP和目標(biāo)IP。
0x04, 0x00,0x04, 0x00, lenght_h, lenght_l, 0x00, 0x00
0x04, 0x00表示的是UDP的源端口，這里為1024；
0x04, 0x00表示的是UDP的目標(biāo)端口，這里為1024；
lenght_h, lenght_l,為整個(gè)數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度，包括MAC頭+ip頭+UDP頭+校驗(yàn)位。
0x00, 0x00這些是UDP協(xié)議的選項(xiàng)和填充位。
這兩個(gè)選項(xiàng)較少使用,只有某些特殊的封包需要特定的控制才會(huì)利用到?這些選項(xiàng)通常包括:
◆安全和處理限制:用于軍事領(lǐng)域
◆記錄路徑:讓每個(gè)路由器都記下它的IP地址
◆時(shí)間戳:讓每個(gè)路由器都記下它的IP地址和時(shí)間
◆寬松的源站選路:為數(shù)據(jù)報(bào)指定一系列必須經(jīng)過的IP地址
◆嚴(yán)格的源站選路:與寬松的源站選路類似,但是要求只能經(jīng)過指定的這些地址,不能經(jīng)過其他的地址?
以上這些選項(xiàng)很少被使用,而且并非所有的主機(jī)和路由器都支持這些選項(xiàng)?
上面是對(duì)一個(gè)UDP封裝數(shù)據(jù)的總結(jié)，便于以后更好的記憶。
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