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1 用協(xié)議分析工具學(xué)習(xí)TCP/IP( 五 )

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圖4

說明：為了能抓到ARP協(xié)議的包 ， 在WINDOWS 2000 中運(yùn)行arp –d 清除arp緩存 。

四、過程分析

1、TCP/IP的基本原理

本文的重點(diǎn)雖然是根據(jù)實(shí)例來解析TCP/IP ， 但要講明白下面的過程必須簡(jiǎn)要講一下TCP/IP的基本原理 。

A．網(wǎng)絡(luò)是分層的 ， 每一層分別負(fù)責(zé)不同的通信功能 。

TCP/IP通常被認(rèn)為是一個(gè)四層協(xié)議系統(tǒng) ， TCP/IP協(xié)議族是一組不同的協(xié)議組合在一起構(gòu)成的協(xié)議族 。盡管通常稱該協(xié)議族為TCP/IP ， 但TCP和IP只是其中的兩種協(xié)議而已 ， 如表1所示 。每一層負(fù)責(zé)不同的功能：;

表１

分層的概念說起來非常簡(jiǎn)單 ， 但在實(shí)際的應(yīng)用中非常的重要 ， 在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)置和排除故障時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)層次理解得很透 ， 將對(duì)工作有很大的幫助 。例如：設(shè)置路由是網(wǎng)絡(luò)層IP協(xié)議的事 ， 要查找MAC地址是鏈路層ARP的事 ， 常用的Ping命令由ICMP協(xié)議來做的 。

圖5顯示了各層協(xié)議的關(guān)系 ， 理解它們之間的關(guān)系對(duì)下面的協(xié)議分析非常重要 。

圖5

b.數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)是自上而下 ， 層層加碼；數(shù)據(jù)接收時(shí)是自下而上 ， 層層解碼 。

當(dāng)應(yīng)用程序用TCP傳送數(shù)據(jù)時(shí) ， 數(shù)據(jù)被送入?yún)f(xié)議棧中 ， 然后逐個(gè)通過每一層直到被當(dāng)作一串比特流送入網(wǎng)絡(luò) 。其中每一層對(duì)收到的數(shù)據(jù)都要增加一些首部信息（有時(shí)還要增加尾部信息） ， 該過程如圖6所示 。TCP傳給IP的數(shù)據(jù)單元稱作TCP報(bào)文段或簡(jiǎn)稱為TCP段 。I P傳給網(wǎng)絡(luò)接口層的數(shù)據(jù)單元稱作IP數(shù)據(jù)報(bào) 。通過以太網(wǎng)傳輸?shù)谋忍亓鞣Q作幀(Frame) 。

數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)是按照?qǐng)D6自上而下 ， 層層加碼；數(shù)據(jù)接收時(shí)是自下而上 ， 層層解碼 。

圖6

c. 邏輯上通訊是在同級(jí)完成的

垂直方向的結(jié)構(gòu)層次是當(dāng)今普遍認(rèn)可的數(shù)據(jù)處理的功能流程 。每一層都有與其相鄰層的接口 。為了通信 ， 兩個(gè)系統(tǒng)必須在各層之間傳遞數(shù)據(jù)、指令、地址等信息 ， 通信的邏輯流程與真正的數(shù)據(jù)流的不同 。雖然通信流程垂直通過各層次 ， 但每一層都在邏輯上能夠直接與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的相應(yīng)層直接通信 。

從圖7可以看出 ， 通訊實(shí)際上是按垂直方向進(jìn)行的 ， 但在邏輯上通信是在同級(jí)進(jìn)行的 。

圖72、過程描述

為了更好的分析協(xié)議 ， 我們先描述一下上述例子數(shù)據(jù)的傳輸步驟 。如圖8所示：

1)FTP客戶端請(qǐng)求TCP用服務(wù)器的IP地址建立連接 。

2)TCP發(fā)送一個(gè)連接請(qǐng)求分段到遠(yuǎn)端的主機(jī) ， 即用上述IP地址發(fā)送一份IP數(shù)據(jù)報(bào) 。

3) 假如目的主機(jī)在本地網(wǎng)絡(luò)上 ， 那么IP數(shù)據(jù)報(bào)可以直接送到目的主機(jī)上 。假如目的主機(jī)在一個(gè)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)上 ， 那么就通過IP選路函數(shù)來確定位于本地網(wǎng)絡(luò)上的下一站路由器地址 ， 并讓它轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)報(bào) 。在這兩種情況下 ， IP數(shù)據(jù)報(bào)都是被送到位于本地網(wǎng)絡(luò)上的一臺(tái)主機(jī)或路由器 。


4) 本例是一個(gè)以太網(wǎng) ， 那么發(fā)送端主機(jī)必須把32位的IP地址變換成48位的以太網(wǎng)地址 ， 該地址也稱為MAC地址 ， 它是出廠時(shí)寫到網(wǎng)卡上的世界唯一的硬件地址 。把IP地址翻譯到對(duì)應(yīng)的MAC地址是由ARP協(xié)議完成的 。

5) 如圖的虛線所示 ， ARP發(fā)送一份稱作ARP請(qǐng)求的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀給以太網(wǎng)上的每個(gè)主機(jī) ， 這個(gè)過程稱作廣播 。ARP請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀中包含目的主機(jī)的IP地址 ， 其意思是“假如你是這個(gè)IP地址的擁有者 ， 請(qǐng)回答你的硬件地址 。”

6) 目的主機(jī)的ARP層收到這份廣播后 ， 識(shí)別出這是發(fā)送端在尋問它的IP地址 ， 于是發(fā)送一個(gè)ARP應(yīng)答 。這個(gè)ARP應(yīng)答包含I P地址及對(duì)應(yīng)的硬件地址 。

7) 收到ARP應(yīng)答后 ， 使ARP進(jìn)行請(qǐng)求—應(yīng)答交換的IP數(shù)據(jù)包現(xiàn)在就可以傳送了 。

8) 發(fā)送IP數(shù)據(jù)報(bào)到目的主機(jī) 。

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