通信协议——以太网数据包协议格式

以太网数据包协议格式

  • MAC层
  • ARP层
  • IP层
  • ICMP
  • UDP
  • TCP、UDP数据包大小的限制

MAC层

帧格式:
通信协议——以太网数据包协议格式_第1张图片

帧介绍:
通信协议——以太网数据包协议格式_第2张图片帧间隙(IFG):
网络设备和组件在接收一个帧之后,需要一段短暂的时间来恢复并为接收下一帧做准备。
不管 10M/100M/1000M的以太网,两帧之间最少要有96bit;公式:IFGmin=96bit/speed (单位:s),则:
10Mmin 是9600 ns
100Mmin 是960 ns
1000Mmin 是 96 ns

ARP层

功能:
地址解析协议(Address Resolution Protocol),其基本功能为透过目标设备的IP地址,查询目标设备的MAC地址,以保证通信的顺利进行。

帧格式:
在这里插入图片描述
帧介绍:
通信协议——以太网数据包协议格式_第3张图片帧传输:
若当前链路层网络类型为以太网,网络层协议为IP协议,以太网源地址为MAC1,源IP地址为IP1, 以太网目的地址为MAC2,目的IP地址为IP2。
通信协议——以太网数据包协议格式_第4张图片

IP层

帧格式:
通信协议——以太网数据包协议格式_第5张图片帧介绍:
通信协议——以太网数据包协议格式_第6张图片

ICMP

功能:
侦测远端主机是否存在,建立及维护路由资料,重导资料传送路径(ICMP重定向),资料流量控制。ICMP在沟通之中,主要是透过不同的类别(Type)与代码(Code) 让机器来识别不同的连线状况。
帧格式:
通信协议——以太网数据包协议格式_第7张图片帧介绍:
通信协议——以太网数据包协议格式_第8张图片

UDP

UDP 报头使用两个字节存放端口号,所以端口号的有效范围是从 0 到 65535。一般来说,大于 49151 的端口号都代表动态端口。
帧格式:
通信协议——以太网数据包协议格式_第9张图片帧介绍:
通信协议——以太网数据包协议格式_第10张图片

TCP、UDP数据包大小的限制

通信协议——以太网数据包协议格式_第11张图片
1.在链路层,由以太网的物理特性决定了数据帧的长度为(46+18)-(1500+18),其中的18是数据帧的头和尾,也就是说数据帧的内容最大为1500(不包括帧头和帧尾),即MTU(Maximum Transmission Unit)为1500;  
2.在网络层,因为IP包的首部要占用20字节,所以这的MTU为1500-20=1480; 
3.在传输层,对于UDP包的首部要占用8字节,所以这的MTU为1480-8=1472;   
所以,在应用层,你的Data最大长度为1472。当我们的UDP包中的数据多于MTU(1472)时,发送方的IP层需要分片fragmentation进行传输,而在接收方IP层则需要进行数据报重组,由于UDP是不可靠的传输协议,如果分片丢失导致重组失败,将导致UDP数据包被丢弃。   
从上面的分析来看,在普通的局域网环境下,UDP的数据最大为1472字节最好(避免分片重组)。   
但在网络编程中,Internet中的路由器可能有设置成不同的值(小于默认值),Internet上的标准MTU值为576,所以Internet的UDP编程时数据长度最好在576-20-8=548字节以内。

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