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Linux C 编程 - TCP/IP 协议基础（linux tcp/ip协议栈）

sinye56 2025-01-29 17:57 11 浏览 0 评论

  • 以太网帧格式

目的地址(6字节) | 源地址(6字节) | 类型(2字节) | 数据(46 ~ 1500字节) | CRC(4字节)

类型(0800) | IP数据报(46 ~ 1500字节)

类型(0806) | ARP请求/应答(28字节) | PAD(18字节)

类型(8035) | RARP请求/应答(28字节) | PAD(18字节)

其中的源地址和目的地址是指网卡的硬件地址(也叫MAC地址)，长度是48位，在网卡出厂时固化的。用ifconfig命令可以查看，"HWaddr xx:xx:xx:xx:xx:xx" 部分是硬件地址。协议字段有三种值，分别对应IP, ARP, RARP。帧末尾是CRC校验码。

以太网帧中的数据长度规定最小46字节，最大1500字节，ARP和RARP数据包的长度不够46字节，要在后面补填充位。最大值1500称为以太网的最大传输单元(MTU), 不同的网络类型有不同的MTU，如果一个数据包从以太网路由到拨号链路上，数据包长度大于拨号链路的MTU了，则需要对数据包进行分片。注意，MTU这个概念指数据帧中有效载荷的最大长度，不包括帧首部的长度。

  • IP 地址

IPv4的IP地址长度为4字节，通常采用点分十进制表示法，例如0xc0a80002表示为192.168.0.2。Internet被各种路由器和网关设备分隔成很多网段，为例标识不同的网段，需要把32位的IP地址划分成网络号和主机号两部分，网络号相同的各主机位于同一网段，相互之间可以直接通信，网络号不同的主机之间通信则需要通过路由器转发。

  1. IP地址类

A 类： 0 | 网络号(7位) | 主机号(24位)

B类： 1 0 | 网络号(14位) | 主机号(16位)

C类： 1 1 0 | 网络号(21位) | 主机号(8位)

D类： 1 1 1 0 | 多播组号(28位)

E类： 1 1 1 1 0 | reserved(27位)

A 类 0.0.0.0 ~ 127.255.255.255
B类   128.0.0.0 ~ 191.255.255.255
C类   192.0.0.0 ~ 223.255.255.255
D类   224.0.0.0 ~ 239.255.255.255
E类    240.0.0.0 ~ 247.255.255.255

一个A类网络可容纳的地址数量最大，一个B类网络的地址数量是65536，一个C类网络的地址数量是256。D类地址用作多播地址，E类地址保留未用。

除了私有IP地址之外，还有几种特殊的IP地址。127.*的IP地址用于本机环回(loop back)测试，通常是127.0.0.1。loopback是系统中一种特殊的网络设备，如果发送数据包的目的地址是环回地址，或者与本机其它网络设备的IP地址相同，则数据包不会发送到网络介质上，而是通过环回设备再发回给上层协议和应用程序，主要用于测试。

还有一些不能用作主机IP地址的特殊地址：

目的地址为255.255.255.255， 表示本网络内部广播，路由器不转发这样的广播数据包。

主机号全为0的地址只表示网络而不能表示某个主机，如192.168.10.0(假设子网掩码为255.255.255.0)

目的地址的主机号为全1，表示广播至某个网络的所有主机，例如目的地址192.168.10.255表示广播至192.168.10.0网络(假设子网掩码为255.255.255.0)

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