一. TCP/IP参考模型1 .概述TCP/IP参考模型是计算机网络的frdqdARPANET及其后续互联网中使用的参考模型。 ARPANET是由美国国防部DOD(u.s.departmentofdefense )赞助的研究网络。 用逐渐租用的电话线连接了数百所大学和政府部门。 无线网络和卫星出现后，现有的协议在与它们连接时出现了问题，因此需要新的参考体系结构。 这种体系结构在这两个主要协议出现后被称为TCP/IP参考模型(TCP/IP参考模型)。
2.4层模型TCP/IP是实现网络互联的一系列通信协议。 互联网体系结构以TCP/IP为主。 基于TCP/IP的参考模型将协议分为四个层：网络接入层、互联网互连层(主机到主机)、传输层和APP应用层。
高速APP应用层
该APP应用层对应于OSI参考模型的上层，为用户提供用户所需的各种服务，包括用户自身的数据传输(可以拥有专用协议数据)、FTP、Telnet、DNS、SMTP等.传输层
传输层与OSI参考模型的传输层相对应，为APP应用层实体提供端到端通信功能，保证数据包的顺序传输和数据完整性。 该层定义了两个主要协议。 传输控制协议(TCP )和UDP .是互联网互连层
互联网层对应于OSI参考模型的网络层，主要解决主机到主机的通信问题。 包含用于设计数据包在整个网络上的逻辑传输的协议。 重点是为主机重新分配IP地址以完成主机寻址，还负责在不同网络上路由数据包。 该层有三个主要协议：互联网协议(IP )、互联网组管理协议(IGMP )和互联网控制消息传递协议(ICMP )。
IP协议是互联网互连层最重要的协议，提供可靠、无连接的数据报分发服务。 网络访问层(主机-网络层)
网络接入层对应于OSI参考模型的物理层和数据链路层。 监视主机和网络之间的数据交换。 实际上，TCP/IP本身并未定义此层的协议，每个参与互连的网络都使用自己的物理层和数据链路层协议与TCP/IP的网络访问层进行连接。 地址解析协议(ARP )在此层上运行，即OSI参考模型的数据链路层。 2 .传输协议封装格式1 .以太网帧格式link。
在前导码和帧起始码的一帧中，帧的起始码是7字节前导码和1字节帧起始码。 7个8‘h’55个8’hd5。
标头包含源地址和目标地址的MAC地址、以太网类型字段以及可选的IEEE 802.1Q VLAN标记，用于说明VLAN成员资格和传输优先级。
有关以太网类型的信息，请参阅链接： link。
如果基于UDP协议，则主要使用ipv4(0x0800 )；
标头格式为6字节目标mac地址6字节源mac地址ipv4(0x0800 )
负载数据长度在46-1500字节的范围内，由上层IP打包的数据报数据(由IP数据报头IP上层打包的传输数据)；
帧检查帧校验码是32位循环冗馀校验码，用于验证帧数据是否损坏
在发送帧间隔一帧之后，发送方在下一帧被发送之前，需要重传至少12个octet的空闲线路状态代码。
2.IPV4数据报格式link .互联网协议版本4 (英文： internet protocol版本4，简称： IPv4，互联网通信协议版本4 ) )是互联网协议后续版本为IPv6，到2011年IANA IPv4地址完全用尽时，IPv6还处于部署初期。
“版本”(Version )版本字段必须占4位，并且通信双方使用的版本必须一致。 对于IPv4，字段的值为4。
标头长度(IHL )占4位，标头长度指示标头是否有32位字(4字节)。 此字段还用于确定数据的偏移，因为IPv4标头可能包含无数个选项。 此字段的最小值为5 (二进制0101 )，相当于5*4=20字节(RFC 791 )，最大十进制值为15。
区分服务(Differentiated Services，DS )占6bit，最初被定义为服务类型字段，实际上未使用，但在1998年被IETF重新定义为区分服务RFC 2474 此字段仅在使用区分服务时起作用，通常不使用。 例如，需要实时数据流的技术可以应用此字段。 一个例子是语音语音。
显式拥塞通知(ECN )在RFC 3168中定义，可以在不丢弃消息的情况下通知对方网络拥塞的发生。 ECN是一项可选功能，仅在两端都受支持、希望使用且基础网络受支持时使用。
“总长度”(Total Length ) 16位字段定义消息的总长度，包含标头和数据，单位为字节。 此字段的最小值为20(20字节的前0字节数据，其中最大值为216-1=65，535 )。 IP规定所有主机必须支持最小576字节的消息。 它假设高层数据长度为512字节，最大IP标头为60字节，有4字节的空闲空间，从而得出576字节，但大多数现代主机支持更大的消息。 如果下层数据链路协议的最大传输消息单元(MTU )字段的值小于IP消息长度，则消息将被分片，有关详细信息，请参见以下标题：
标识符（Identification）占16位，这个字段主要被用来唯一地标识一个报文的所有分片，因为分片不一定按序到达，所以在重组时需要知道分片所属的报文。每产生一个数据报，计数器加1，并赋值给此字段。一些实验性的工作建议将此字段用于其它目的，例如增加报文跟踪信息以协助探测伪造的源地址。[7]
标志 （Flags）这个3位字段用于控制和识别分片，它们是：
位0：保留，必须为0；
位1：禁止分片（Don’t Fragment，DF），当DF=0时才允许分片；
位2：更多分片（More Fragment，MF），MF=1代表后面还有分片，MF=0 代表已经是最后一个分片。
如果DF标志被设置为1，但路由要求必须分片报文，此报文会被丢弃。这个标志可被用于发往没有能力组装分片的主机。
当一个报文被分片，除了最后一片外的所有分片都设置MF为1。最后一个片段具有非零片段偏移字段，将其与未分片数据包区分开，未分片的偏移字段为0。
这个13位字段指明了每个分片相对于原始报文开头的偏移量，以8字节作单位。
存活时间（Time To Live，TTL）
这个8位字段避免报文在互联网中永远存在（例如陷入路由环路）。存活时间以秒为单位，但小于一秒的时间均向上取整到一秒。在现实中，这实际上成了一个跳数计数器：报文经过的每个路由器都将此字段减1，当此字段等于0时，报文不再向下一跳传送并被丢弃，最大值是255。常规地，一份ICMP报文被发回报文发送端说明其发送的报文已被丢弃。这也是traceroute的核心原理。
占8bit，这个字段定义了该报文数据区使用的协议。IANA维护着一份协议列表（最初由RFC 790定义），详细参见IP协议号列表链接: link.。
常见的如下图所示；其他UDP为0x11,TCP为0X06;
这个16位检验和字段只对首部查错，不包括数据部分。在每一跳，路由器都要重新计算出的首部检验和并与此字段进行比对，如果不一致，此报文将会被丢弃。重新计算的必要性是因为每一跳的一些首部字段（如TTL、Flag、Offset等）都有可能发生变化，不检查数据部分是为了减少工作量。数据区的错误留待上层协议处理——用户数据报协议（UDP）和传输控制协议（TCP）都有检验和字段。此处的检验计算方法不使用CRC。
源地址（Source address）一个IPv4地址由四个字节共32位构成，此字段的值是将每个字节转为二进制并拼在一起所得到的32位值。
例如，10.9.8.7是00001010000010010000100000000111。
与源地址格式相同，但指出报文的接收端。
选项（Options）附加的首部字段可能跟在目的地址之后，但这并不被经常使用，从1到40个字节不等。请注意首部长度字段必须包括足够的32位字来放下所有的选项（包括任何必须的填充以使首部长度能够被32位整除）。当选项列表的结尾不是首部的结尾时，EOL（选项列表结束，0x00）选项被插入列表末尾。
数据数据字段不是首部的一部分，因此并不被包含在首部检验和中。数据的格式在协议首部字段中被指明，并可以是任意的传输层协议。
3.UDP数据打包格式 link.用户数据报协议（英语：User Datagram Protocol，缩写：UDP；又称用户数据包协议）是一个简单的面向数据报的通信协议，位于OSI模型的传输层。该协议由David P. Reed在1980年设计且在RFC 768中被规范。典型网络上的众多使用UDP协议的关键应用在一定程度上是相似的。
在TCP/IP模型中，UDP为网络层以上和应用层以下提供了一个简单的接口。UDP只提供数据的不可靠传递，它一旦把应用程序发给网络层的数据发送出去，就不保留数据备份（所以UDP有时候也被认为是不可靠的数据报协议）。UDP在IP数据报的头部仅仅加入了复用和数据校验字段。
UDP适用于不需要或在程序中执行错误检查和纠正的应用，它避免了协议栈中此类处理的开销。对时间有较高要求的应用程序通常使用UDP，因为丢弃数据包比等待或重传导致延迟更可取。
UDP报头包括4个字段，每个字段占用2个字节（即16个二进制位）。在IPv4中，“来源连接端口”和“校验和”是可选字段（以粉色背景标出）。在IPv6中，只有来源连接端口是可选字段。 各16bit的来源端口和目的端口用来标记发送和接受的应用进程。因为UDP不需要应答，所以来源端口是可选的，如果来源端口不用，那么置为零。在目的端口后面是长度固定的以字节为单位的长度域，用来指定UDP数据报包括数据部分的长度，长度最小值为8byte。首部剩下地16bit是用来对首部和数据部分一起做校验和（Checksum）的，这部分是可选的，但在实际应用中一般都使用这一功能；
报文长度该字段指定UDP报头和数据总共占用的长度。可能的最小长度是8字节，因为UDP报头已经占用了8字节。由于这个字段的存在，UDP报文总长不可能超过65535字节（包括8字节的报头，和65527字节的数据）。实际上通过IPv4协议传输时，由于IPv4的头部信息要占用20字节，因此数据长度不可能超过65507字节（65,535 − 8字节UDP报头 − 20字节IP头部）。
在IPv6的jumbogram中，是有可能传输超过65535字节的UDP数据包的。依据RFC 2675，如果这种情况发生，报文长度应被填写为0。
校验和字段可以用于发现头部信息和数据中的传输错误。该字段在IPv4中是可选的，在IPv6中则是强制的。如果不使用校验和，该字段应被填充为全0。
校验和计算