2023年7月31日发(作者：)

协议数据报文格式

1、TCP/IP协议层次

TCP/IP协议分为四层结构，每一层完成特定的功能，包括多个协议。本课程实验中相关协议的层次分布如附图3-1所示。

应用层

运输层

网际层

网络接口层

RIP、OSPF、FTP

TCP、UDP

IP、ARP、ICMP

底层协议（Ethernet）

附图3-1 TCP/IP协议层次

这些协议之间的PDU封装并不是严格按照低层PDU封装高层PDU的方式进行的，附图3-2显示了Ethernet帧、ARP分组、IP分组、ICMP报文、TCP报文段、UDP数据报、RIP报文、OSPF报文和FTP报文之间的封装关系。

TCP报文段

TCP首部

IP分组

Ethernet帧

帧首部

IP首部

数据：FTP

UDP数据报

UDP首部 数据：RIP

数据：ICMP、TCP、UDP、OSPF

数据：ARP、IP

附图3-2 各协议PDU间的封装关系

2、Ethernet帧格式

最新的IEEE 802.3标准（2002年）中定义Ethernet帧格式如下：

Bytes 6 6 2 46 ~ 1500

数据

其中，类型/长度值小于1536（0x0600）时表示数据字段的长度，大于等于1536（0x0600）时表示数据字段的协议类型。类型/长度值0x0800表示帧中封装的数据为IP分组，类型值0x0806表示帧中封装的数据为ARP分组。

3、IP分组格式（RFC 791）

20 ~ 60 bytes

IP协议头

0 4

版本 头长

生存时间

8

服务类型

协议

源IP地址

目的IP地址

选项 填充

16

总长度

标志 分片偏移

首部校验和

数据

协议：1=ICMP

6=TCP

31 bits

标志（3 bits）：

保留 不分片

89=OSPF

17=UDP

目的MAC地址 源MAC地址 类型/长度

4

FCS

标识

还有分片

不分片（D）：

0=可以分片 1=不能分片

还有分片（M）：

0=最后的分片 1=还有更多分片

4、ARP分组格式（RFC 826）

操作代码值1表示ARP请求分组，操作代码值2表示ARP响应分组。 0 8

硬件类型（0x0001）

硬件长度 协议长度

发送方硬件地址

发送方硬件地址

发送方协议地址

目标硬件地址

目标IP地址

发送方协议地址

目标硬件地址

1协议类型（0x0800）

操作代码

31 bits

硬件类型：

0x0001=以太网

0x0800=IP协议

5、ICMP报文格式（RFC 792）

ICMP回送请求和回送应答报文：

0 8

标识符

可选数据

16

校验和

序号

31 bits

类型：

0 回送应答

8 回送请求

类型（8，0） 代码（0）

ICMP目的不可达报文：

0 31 bits

代码：

0 网络不可达

类型（3） 代码（0~15） 校验和

1 主机不可达

未用（全0）

2 协议不可达

交付失败的IP分组的首部和数据部分的前8个字节

3 端口不可达

8 16

4 需分片但被禁止

5 源路由失败

6 目的网络未知

7 目的主机未知

ICMP超时报文：

0 8 16

类型（11） 代码（0，1）

未用（全0）

超时IP分组的首部和数据部分的前8个字节

31 bits

校验和

代码：

0 TTL超时

1 分片重组超时

6、TCP报文段格式（RFC 793）

20 ~ 60 bytes

TCP协议头

0

源端口地址

序号

确认号

头长 保留 控制比特 窗口大小

紧急指针

选项及填充

校验和

16

目的端口地址

数据

31 bits

控制比特：

URG ACK PSH RST SYN FIN

URG 紧急指针字段有效

ACK 确认字段有效

PSH 请求推操作

RST 连接复位

SYN 同步序号

FIN 终止连接

7、RIP报文格式（版本1－RFC 1058，版本2－RFC2453）

RIP请求报文在某些RIP路由表项超时或路由器刚接入互联网时发送，请求报文可以询问特定路由或所有路由。路由器在回应请求报文时发送携带被询问路由信息的RIP响应报文，也可以定期（30秒）发送携带整个路由表信息的RIP响应报文。 0

命令（1、2）

8

版本（1）

网络地址

重复

全0

全0

到该网络的距离

0

命令（1、2）

8

版本（2）

网络地址

重复

子网掩码

下一跳地址

到该网络的距离

协议族

16

全0

路由标记

31 bits

命令：

1

2

16

全0

全0

31 bits

命令：

1

2

请求

响应

协议族（2）

请求

响应

注：RIPv2认证报文的协议族字段值为0xFFFF

8、OSPF报文格式（RFC 2328）

24bytes

OSPF首部

0

版本（2）

8

类型（1~5）

源路由器IP地址

区域标识

校验和

认证（8 bytes）

认证类型

5

16

类型为1的OSPF首部

（24 bytes）

网络掩码

Hello间隔 选项

路由器失效间隔

指定路由器（DR）IP地址

备份指定路由器（BDR）IP地址

重复

邻居IP地址

0 16

类型为2的OSPF首部

（24 bytes）

接口MTU 选项 全0

M

I

M

S

报文序号

链路状态通告（LSA）首部

（20 bytes）

24 31 bits

优先级

24

16

报文长度

数据

31 bits

类型：

1

2

3

4

HELLO报文

数据库描述报文

（DBD）

链路状态请求报文

（LSR）

链路状态更新报文

（LSU）

链路状态确认报文

（LSAck）

31 bits

HELLO报文：

0

数据库描述

（DBD）报文：

重复

链路状态请求

（LSR）报文：

0

类型为3的OSPF首部

（24 bytes）

链路类型

31 bits

重复

链路状态ID

通告路由器

31 bits

链路状态更新（LSU）报文：

0

类型为4的OSPF首部

（24 bytes）

LSA数量

重复

LSA

（5种类型）

链路状态确认（LSAck）报文：

0

类型为5的OSPF首部

（24 bytes）

LSA首部

（20 bytes）

31 bits

链路状态通告（LSA）首部：

0

寿命

标识

通告路由器

序号

校验和 长度

16

选项

24

类型

31 bits

类型：

1

2

3

4

5

路由器链路

网络链路

汇总链路到网络

汇总链路到ASBR

外部链路