TCP IP协议的分包,转发原理

IP分片和TCP分片的区别

tcp网络工作
前段时间要做一个关于网络嗅探的程序,里面要重组IP分片,TCP分片.

但做的时候忽视了一个很重要的东西:IP分片与TCP分片弄混淆了.

首先声明:TCP分片应该称为TCP分段.

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区别:

1.IP分片产生的原因是网络层的MTU;TCP分段产生原因是MSS.

2.IP分片由网络层完成,也在网络层进行重组;TCP分段是在传输层完成,并在传输层进行重组. //透明性

3.对于以太网,MSS为1460字节,而MUT往往会大于MSS.

故采用TCP协议进行数据传输,是不会造成IP分片的。若数据过大,只会在传输层进行数据分段,到了IP层就不用分片。

而我们常提到的IP分片是由于UDP传输协议造成的,因为UDP传输协议并未限定传输数据报的大小。

源主机在发起通信之前,将Self IP与目的主机的IP进行比较,如果两者位于同一网段(用子网掩码计算后具有相同的网络号),那么源主机直接向目的主机发送ARP请求,在接收到目的主机的ARP应答后获取对方的MAC地址,然后用对方的MAC地址作为目的MAC进行报文发送,位于同一VLAN(网段)的主机互访时属于这种情况,这是互联的交换机做二层交换转发。

当源主机判断目的主机与自己位于不同网段时,它会通过网关来提交报文,即发送ARP请求来获取网关IP地址对应的MAC,在得到网关的ARP应答后,用网关MAC作为报文目的MAC进行报文发送……也就是路由器的某个端口。注意,报文的源IP是源主机IP,目的IP依然是目的主机IP。
这里1,2步骤都是先进行IP信息封装处理,再通过ARP进行MAC封装处理(先3层,再2层),解包则相反。

当网关路由器接收到以太网数据帧时,发现数据帧中的目标MAC地址是自己的某一个端口的物理地址,这时路由器会把以太网数据帧的封装去掉。路由器认为这个IP数据包是要通过自己进行转发,接着它就在匹配路由表(包含目标地址和指向目标地址的指针)。匹配到路由项后,它就将包发往下一条地址。
路由器转发数据包也是这样,它始终是不会改IP地址的,只会改源/目标MAC。

万一路由遇到目的MAC是广播地址怎么办?IP的广播有三种:
255.255.255.255叫本地广播,也叫直播,direct broadcast,不跨路由器。
172.16.33.255叫子网广播,广播给172.16.33.0这个子网,可以跨路由器。
172.16.255.255叫全子网广播,广播给172.16.0.0这个主网,可以跨路由器。
路由器是三层设备,可以隔离广播,但并不是所有广播都隔离。事实上只有本地广播路由器才不转发,对于子网广播和全子网广播,路由器是转发的。为什么呢?我们来看255.255.255.255的广播,在MAC的封装中,对应的目的MAC是广播,而子网广播和全子网广播,对应的目的MAC是单播,所以路由器会转发。所以路由器隔离的广播是目的MAC为全1的广播,对于目的MAC是单播的上层广播,路由器是不能隔离的。

IP数据包经由路由转发的时候 源/目的IP,源/目的MAC是否发生改变,如何改变?
A—–(B1-B2)—–(C1-C2)——E
如上拓扑图为例,B1和B2是路由器B上的两个接口,C1和C2是路由器C上的两个接口,A和E是PC,由主机A向主机E发送数据包,那么在主机A形成的数据包的目的IP就是E的IP,源IP就是主机A的IP地址,目标MAC地址就是B1的MAC地址,源MAC地址就是A的MAC地址。
由A发给路由器B,B经过重封装后,源IP和目标IP是不变的,源MAC地址变成B2的MAC地址,目标MAC地址变成C1的MAC地址,封装完成发送给路由器C,路由器C接收到数据包后和B做的操作是一样的,源IP和目标IP的不变的,源MAC地址变成C2的MAC地址,目标MAC地址变成主机E的MAC地址,然后发送给主机E,这样E就收到了这个数据包,当恢复数据包的时候就是把收到的数据包的源IP地址(主机A的IP地址)和源MAC地址(接口C2的MAC地址)作为他的目标IP和目标MAC地址。

时间: 02-10

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