数据报协议

合集下载

网络协议的分类与作用

网络协议的分类与作用随着互联网的迅速发展，网络协议成为了连接世界的基石。

网络协议是一套规则和标准，用于在计算机网络中实现数据传输和通信。

它们定义了数据如何在网络中传输，如何进行错误检测和纠正，以及如何建立和终止通信连接。

本文将介绍网络协议的分类与作用，匡助读者更好地理解网络通信的原理和机制。

一、传输层协议传输层协议是网络协议的重要组成部份，它负责在网络中的主机之间建立可靠的数据传输连接。

最常用的传输层协议是传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。

1. 传输控制协议（TCP）TCP是一种面向连接的协议，它通过三次握手建立起可靠的通信连接。

TCP提供了数据分段、流量控制、拥塞控制和错误恢复等功能，确保数据的可靠传输。

它被广泛应用于网页浏览、电子邮件、文件传输等需要可靠传输的应用。

2. 用户数据报协议（UDP）UDP是一种无连接的协议，它不需要建立连接，直接将数据包发送到目标主机。

相比于TCP，UDP具有传输速度快的优点，但不保证数据的可靠传输。

UDP常用于实时应用，如音视频传输、在线游戏等，对传输速度要求较高的场景。

二、网络层协议网络层协议是网络协议的另一个重要组成部份，它负责在不同网络之间进行数据传输和路由选择。

最常用的网络层协议是互联网协议（IP）。

1. 互联网协议（IP）IP是一种无连接的协议，它负责将数据包从源主机传输到目标主机。

IP使用IP地址标识主机和网络，通过路由选择算法确定数据包的传输路径。

IP协议的主要作用是实现网络互连，使得不同网络之间可以进行通信。

三、物理层协议物理层协议是网络协议的底层，它负责将数据从一个节点传输到另一个节点。

最常用的物理层协议是以太网协议。

1. 以太网协议以太网协议是一种局域网协议，它定义了数据在局域网中的传输方式和规则。

以太网协议使用MAC地址标识主机和设备，通过帧的形式传输数据。

以太网协议的主要作用是实现局域网内主机之间的通信。

四、应用层协议应用层协议是网络协议的最高层，它负责实现特定应用程序之间的通信。

IP数据报格式

IP数据报格式TCP/IP协议定义了一个在因特网上传输的包，称为IP 数据报(IP Datagram)。

这是一个与硬件无关的虚拟包, 由首部和数据两部分组成，其格式如图所示。

首部的前一部分是固定长度，共20字节，是所有IP数据报必须具有的。

在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的。

首部中的源地址和目的地址都是IP协议地址1、IP数据报首部的固定部分中的各字段(1)版本占4位，指IP协议的版本。

通信双方使用的IP 协议版本必须一致。

目前广泛使用的IP协议版本号为4（即IPv4）。

(2)首部长度占4位，可表示的最大十进制数值是15。

请注意，这个字段所表示数的单位是32位字长（1个32位字长是4字节），因此，当IP的首部长度为1111时（即十进制的15），首部长度就达到60字节。

当IP分组的首部长度不是4字节的整数倍时，必须利用最后的填充字段加以填充。

因此数据部分永远在4字节的整数倍开始，这样在实现IP 协议时较为方便。

首部长度限制为60 字节的缺点是有时可能不够用。

但这样做是希望用户尽量减少开销。

最常用的首部长度就是20字节（即首部长度为0101），这时不使用任何选项。

（＃我们一般看到的版本和首部长度两个字段是十六进制45，就是版本号version=4,headlength=5,也就是首部长度是60个字节）(3)区分服务占8位，用来获得更好的服务。

这个字段在旧标准中叫做服务类型，但实际上一直没有被使用过。

1998年IETF把这个字段改名为区分服务DS(Differentiated Services)。

只有在使用区分服务时，这个字段才起作用。

(4)总长度总长度指首部和数据之和的长度，单位为字节。

总长度字段为16位，因此数据报的最大长度为216-1=65535字节。

＃可以看这个以太网frame总长为336字节，而IP数据包Total length＝322，336－322＝14正好是Ethernet包头的长度，所以就可以看出这IP数据包总长度一值就是除去Ethernet头的剩余长度，也就是IP包头加数据的长度。

internet协议版本4

internet协议版本4Internet协议版本4。

Internet协议版本4（IPv4）是互联网上使用最广泛的一种网络层协议，它是互联网工程任务组（IETF）制定的一种数据报交换的协议。

IPv4使用32位地址，通常用点分十进制表示，如192.168.1.1，共有约42亿个可用地址。

然而，随着互联网的迅猛发展，IPv4地址资源已经接近枯竭，这促使人们开始转向更先进的IPv6协议。

尽管如此，IPv4仍然是互联网的基础，我们有必要了解它的基本原理和特点。

首先，IPv4地址由32位二进制数字组成，通常分为四个8位组，每个组用十进制表示，范围从0到255。

这种地址格式的设计使得IPv4能够支持约42亿个独立的地址，虽然在当今互联网用户数量爆炸式增长的情况下，这个数量已经远远不够。

另外，IPv4地址分为A、B、C、D、E五类，每一类地址的分配规则和范围都有所不同，这也为网络管理员提供了更灵活的地址规划和管理方式。

其次，IPv4采用了分层的网络结构，通过子网划分和路由器转发，实现了灵活的网络连接和数据传输。

在IPv4网络中，每个主机都可以通过子网掩码来划分网络和主机部分，这样就可以更有效地利用IP地址资源。

而路由器则负责将数据包从源主机传输到目标主机，实现了跨网络的数据传输。

这种分层的网络结构为互联网的稳定运行和高效通信提供了基础支持。

另外，IPv4还采用了一些协议来保障数据传输的可靠性和安全性，如传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。

TCP协议负责建立可靠的数据传输通道，保证数据的完整性和顺序性；而UDP协议则更加灵活，适用于一些对实时性要求较高的应用场景。

此外，IPv4还引入了地址转换技术（NAT），通过将私有地址映射为公有地址，实现了局域网内部主机对外部网络的访问。

总的来说，IPv4作为互联网的基础协议，为我们提供了一个高效、灵活的网络通信平台。

然而，随着互联网的快速发展，IPv4的局限性也日益凸显出来，地址资源短缺、安全性隐患等问题亟待解决。

ICMP协议

终点不可到达

代码字段用0-15分别指明丢弃该数据报的原因：包括：网络不可达、主机不可达、协议不可达、端口不可达、需要分片等。
源点抑制

在ICMP的源点抑制报文就是为了给IP增加了一种流量控制而设计的。源点抑制报文通知源点，由于拥塞，在路由器或目的主机中已经丢弃了数据报，源点必须放慢数据报的发送，直到拥塞程度减轻为止。

ICMP 回送请求和回答

回送请求和回送回答组合起来确定了两个系统是否能够彼此通信；回送请求报文可以由主机或路由器发送，收到回送请求报文的主机或路由器发送回送回答报文；回送请求和回送回答报文可由网络管理员来使用，用来检查IP协议的工作情况；用回送请求和回送回答报文可测试某个主机的可达性，通常调用ping命令来完成。
网际控制报文协议（ICMP）
掌握ICMP数据报的格式。
掌握ICMP数据报的分类。
网际协议（IP）
1.IP协议的缺点

IP协议没有差错报告或差错纠正机制；
IP协议缺少一种为主机和管理查询的机制；

ICMP为弥补以上缺点而设计，配合IP协议使用。
网际协议（IP）

ICMP本身是网络层协议，但它的报文首先要封装成IP数据报，再传送给下一层。（IP数据报协议字段为1）

Hale Waihona Puke ICMP 回送请求和回答标识符和序号在协议中均未正式定义，由系统自己实现。
ICMP时间戳请求和回答

时间戳请求和时间戳回答报文可用来计算数据报从源点到终点所需的单向时间，以及再返回源点所需的往返时间。所用的公式是：发送时间=接收时间戳的值-原始时间戳的值接收时间=分组返回的时间-发送时间戳的值往返时间= 发送时间+接收时间

各协议报文格式介绍

各协议报文格式介绍协议报文格式是指在网络通信中，不同协议所使用的报文的结构和格式。

不同的协议根据其功能和要求，设计了不同的报文格式来实现数据的传输和交换。

以下是几种常见的协议报文格式的介绍：1.HTTP（超文本传输协议）报文格式：HTTP报文由请求报文和响应报文组成。

请求报文包括请求行、请求头部和请求正文，用于向服务器发送请求。

响应报文包括状态行、响应头部和响应正文，用于服务器向客户端返回响应。

2.FTP（文件传输协议）报文格式：3.SMTP（简单邮件传输协议）报文格式：SMTP报文格式基于文本格式，包括邮件头和邮件体两部分。

邮件头包含了发信人、收件人、主题等信息，邮件体则包含了邮件的具体内容。

4.POP3（邮局协议版本3）报文格式：5.DNS（域名系统）报文格式：DNS报文格式包括头部和问题部分、回答部分、授权部分和附加部分。

头部包含了报文的基本信息，问题部分包含了查询的域名或IP地址，回答部分则包含了DNS服务器返回的结果。

6.TCP（传输控制协议）报文格式：TCP报文格式由TCP头部和数据部分组成。

TCP头部包含了源端口、目标端口、序列号、确认号等信息，数据部分则是传输的具体数据。

7.UDP（用户数据报协议）报文格式：UDP报文格式也由UDP头部和数据部分组成。

UDP头部包含了源端口、目标端口、长度等信息，数据部分则是要传输的数据。

8.IP（互联网协议）报文格式：IP报文格式由IP头部和数据部分组成。

IP头部包含了版本、首部长度、服务类型、源IP地址、目标IP地址等信息，数据部分则是要传输的数据。

以上是几种常见的协议报文格式的介绍。

每种协议都有自己特定的报文格式，通过报文的解析和处理，可以实现网络数据的传输和交换。

PPP 协议的 LCP 数据报文

PPP 数据帧的协议域固定填充0xC021对于ppp 协议的基础内容，P P P 数据帧以及P P P 模式我们都做了介绍。

那么这里我们再来讲解一下P P P 协议的L C P 数据报文的内容。

通过前面的文章，我们知道，L C P 数据报文是在链路建立阶段被交换的，它作为P P P 的净载荷被封装在P P P 数据帧的信息域中。

在链路建立阶段的整个过程中信息域的内容是在变化的，它包括很多种类型的报文，所以这些报文也要通过相应的字段来区分P P P 协议的L C P 数据报文。

代码域的长度为一个字节，主要是用来标识LCP 数据报文的类型的。

在链路建立阶段时，接收方收到LCP 数据报文的代码域无法识别时，就会向对端发送一个LCP 的代码拒绝报文(C o d e -R e j ec t 报文)。

标识域也是一个字节，其目的是用来匹配请求和响应报文。

一般而言在进入链路建立阶段时，通信双方无论哪一端都会连续发送几个配置请求报文(Config-Request报文),而这几个请求报文的数据域可能是完全一样的，而仅仅是它们的标识域不同罢了。

通常一个配置请求报文的ID 是从0x01开始逐步加1的，当对端接收到该配置请求报文后，无论使用何种报文(回应报文可能是Config-Ack、Config-Nak 和Config-Reject 三种报文中的一种)来回应对方，但必须要求回应报文中的ID (标识域)要与接收报文中的ID 一致，当通信设备收到回应后就可以将该回应与发送时的进行比较来决定下一步的操作。

长度域的内容=总字节数据(代码域+标志域+长度域+数据域)。

长度域所指示字节数之外的字节将被当作填充字节而忽略掉，而且该域的内容不能超过MRU 的值。

数据域的内容根据不同的LCP 数据报文的内容也是不一样的。

下面说一下LCP 包括的几种报文类型，不同的报文在标识域中所填充的内容也不同。

LCP 报文主要分为1、链路配置报文；2、链路终止报文；3、链路维护报文。

IP数据报的格式

IP数据报的格式TCP/IP协议使用IP数据报包含一个数据报报头和一个数据区。

IP数据报头包含有源、目的信息，做寻径用。

并且指明承载负载的协议类型。

数据报所携带的数据量不固定！下面给出IP数据报的详细格式：0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7-----------------------------------------------------------------| 版本 |报头长度| 服务类型 | 总长度 | -----------------------------------------------------------------| 标识符 | 标志 | 分片偏移量 | -----------------------------------------------------------------| 存活时间 | 协议 | 报头校验和 | -----------------------------------------------------------------|源地址 | -----------------------------------------------------------------|目的地址 | -----------------------------------------------------------------| IP选项 | 填充 | -----------------------------------------------------------------|数据区。

| -----------------------------------------------------------------| 2.1 版本协议号IP数据报的第一个域是4bit长的版本域（version）。

设置禁用UDP数据报传输

设置禁用UDP数据报传输
用户数据报协议(UDP)是在互连网络环境中提供包交换通信协议。

此协议提供了向另一用户程序发送信息的最简便的协议机制。

UDP是无连接协议，也就是说UDP不是面向连接的协议，它只是将信息送到网络上，并不检查数据是杏到达了目的地。

此协议最主要的用途是网际名称服务器和小文件传输协议。

为保证网络的安全，可以启用下面系统之家介绍的设置方法,禁止用户端口使用UDP数据报，以防止未经授权的数据包传输。

第1步：在注册表编辑器中展开HKEY-LOCAL-MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services'[AdapterName]\Parameters\Tcpip子键。

第2步：在右侧窗口中新建或编辑名为“UdpAllowedPorts”的多字节字符串键值项，将其值设置为“1020”，表示添加或删除具体使用用户数据报协议UDP的端口。

第3步：关闭注册表编辑器并重新启动win7系统，设置即可生效。

小提示：其中[AdapterName]是NIC的值。

文章来源于系统之家。

icmp的协议号

ICMP的协议号介绍ICMP（Internet Control Message Protocol）是互联网控制报文协议的缩写，它是TCP/IP协议族中的一个协议，用于在IP网络中传递控制信息和错误报告。

ICMP 协议号是指在IP数据报中用来标识ICMP协议的字段值，它决定了数据报中的数据是属于ICMP协议还是其他协议。

ICMP协议的作用ICMP协议主要有以下几个作用： 1. 错误报告：当网络中发生错误时，ICMP协议可以生成错误报告并发送给源主机，以便源主机可以采取相应措施。

2. 网络探测：ICMP协议可以用于网络探测，例如ping命令就是利用ICMP协议向目标主机发送探测报文，并根据目标主机的响应时间来判断网络延迟。

3. 路由选择：ICMP协议可以用于路由选择，例如traceroute命令就是利用ICMP协议向目标主机发送一系列探测报文，通过报文的返回路径来确定数据包的传输路径。

4. 重定向：当主机发送数据包到错误的网关时，网关可以利用ICMP协议向主机发送重定向报文，告诉主机正确的下一跳地址。

ICMP协议的协议号ICMP协议的协议号是1，它是IP数据报中的一个8位字段，用来标识数据报中的协议类型。

当IP数据报的协议字段为1时，表示该数据报的数据属于ICMP协议。

ICMP报文格式ICMP报文由报文头和报文数据组成，报文头的长度为8字节，报文数据的长度可变。

下面是ICMP报文的格式：0 1 2 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+| Type | Code | Checksum |+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+| Identifier | Sequence Number |+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+| Data |+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+•Type：指示ICMP报文的类型，例如0表示回显应答，8表示回显请求。

UDP校验和计算

int n=20;
unsigned short re_checksum;
re_checksum=checksum(buffer,n);
printf("%x\t",re_checksum);
if(re_checksum==0x285c)
printf("校验和正确!\n");
else
printf("校验和不正ຫໍສະໝຸດ !\n");UDP
一、
UDP是User Datagram Protocol的简称，中文名是用户数据报协议，是OSI（Open System Interconnection，开放式系统互联）参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务，UDP在IP报文的协议号是17。
与所熟知的TCP（传输控制协议）协议一样，UDP协议直接位于IP（网际协议）协议的顶层。根据OSI（开放系统互连）参考模型，UDP和TCP都属于传输层协议。UDP协议的主要作用是将网络数据流量压缩成数据包的形式。一个典型的数据包就是一个二进制数据的传输单位。每一个数据包的前8个字节用来包含报头信息，剩余字节则用来包含具体的传输数据。
使用UDP协议包括：TFTP、SNMP、NFS、DNS、BOOTP
UDP使用底层的互联网协议来传送报文，同IP一样提供不可靠的无连接数据包传输服务。它不提供报文到达确认、排序、及流量控制等功能。
二、
用户数据报UDP有两个字段：数据字段和首部字段。首部字段很简单，只有8个字节，有四个字段组成，每个字段的长度都是两字节。各段意义如下：
2．如果这个32位的数，高16位不为0，则高16位加低16位再得到一个32位的数；
3．重复第2步直到高16位为0，将低16位取反，得到校验和。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

数据报协议
1. 简介
数据报协议（Datagram Protocol）是一种网络通信协议，用于在不可靠的网络环境中传输数据。

它是一种无连接的协议，每个数据包（也称为数据报）都是独立的，具有完整的数据和地址信息。

数据报协议广泛应用于互联网、局域网和广域网等各种网络环境中。

2. 工作原理
数据报协议基于IP协议（Internet Protocol）来传输数据，它将数据划分为较小的数据包并添加必要的头部信息。

每个数据包都包含源和目标IP地址，以便在网络中正确地路由和传递。

数据报协议不提供可靠的传输机制，因此每个数据包都是独立的，并且可能在传输过程中丢失、重复或顺序错误。

为了处理这些问题，数据报协议在上层提供了更高层的应用协议，如传输控制协议（TCP）或用户数据报协议（UDP）。

3. 数据报格式
数据报协议的数据包由数据和头部信息组成。

•目标IP地址：指示数据包的接收者IP地址。

•长度：指示整个数据报的长度，以字节为单位。

•校验和：用于校验是否发生数据损坏或篡改。

数据报协议可以处理不同长度的数据，因此数据报的长度是可变的。

4. 功能和特点
4.1. 无连接性
数据报协议是一种无连接的协议，即在通信之前不需要建立持久的连接。

每个数据包都是独立的，可以单独路由和处理，这使得数据报协议适用于需要快速传输的应用场景。

4.2. 低开销
数据报协议相对于传输控制协议（TCP）来说，具有更低的开销。

它不需要在发送和接收之间维护连接状态，也不需要进行重连和流量控制，从而降低了网络和系统资源的占用。

4.3. 最大传输单元（MTU）
数据报协议可以根据网络传输介质和网络设备的限制，灵活地调整数据包的大小。

发送方可以根据网络的最大传输单元（MTU）来分割数据，以确保数据包可以在整个网络中顺利传输。

4.4. 不可靠性
由于数据报协议提供的传输是不可靠的，因此数据包可能会在传输过程中丢失、重复或顺序错误。

对于一些对数据可靠性要求较高的应用，可以在数据报协议之上使用更高层的协议，如传输控制协议（TCP）。

5. 应用场景
由于数据报协议的特点和功能，它在许多应用领域中得到广泛应用，包括但不限于以下几个方面：
5.1. 实时音视频传输
在实时音视频传输中，低延迟和高带宽是非常重要的。

数据报协议可以提供快速的传输速度，适用于实时音视频应用，如视频会议、网络直播等。

5.2. 物联网（IoT）
物联网应用中的设备通常需要通过无线网络进行通信，并具有较低的计算和存储能力。

数据报协议可以提供简单和高效的通信方式，适用于物联网设备之间的数据交换，如传感器数据传输、远程监控等。

5.3. 网络游戏
网络游戏通常对实时性和快速响应要求较高。

数据报协议可以提供快速的数据传输和响应时间，适用于网络游戏中的实时交互和多人对战。

6. 与其他协议的比较
6.1. 与TCP的比较
数据报协议与传输控制协议（TCP）相比具有较低的开销和较高的传输速度，但无法提供可靠的数据传输和流控制。

对于一些对数据可靠性要求较高的应用，如文件传输和网页浏览等，更适合使用TCP协议。

6.2. 与UDP的比较
数据报协议与用户数据报协议（UDP）具有类似的特点和功能，都是无连接的协议，但它们在数据报格式和可靠性方面稍有差异。

数据报协议提供了更灵活的报文格式和更高的传输速度，而UDP协议则更加简单和高效。

根据具体应用场景的要求，可以选择合适的协议来进行数据传输。

7. 结论
数据报协议是一种广泛应用于网络通信中的协议，具有无连接、低开销、最大传输单元和不可靠性等特点。

它适用于实时音视频传输、物联网和网络游戏等多种应用场景。

然而，由于数据报协议的不可靠性，一些对数据可靠性要求较高的应用还需要在数据报协议之上使用更高层的协议来进行补充。

在实际应用中，我们需要根据具体的需求和网络环境选择合适的协议来进行数据传输。