迅雷 ◎第三章 OSI模型 數據包

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\"content\": \"包(Packet)是TCP\\/IP協議通訊傳輸中的數據單位，一般也稱“數據包”。有人說，局域網中傳輸的不是“幀”(Frame)嗎？冇錯，但是TCP\\/IP協議是工作在OSI模型第三層(網絡層)、第四層(傳輸層)上的，而幀是工作在第二層(數據鏈路層)。上一層的內容由下一層的內容來傳輸，所以在局域網中，“包”是包含在“幀”裡的。\\n\\n名詞解釋：OSI(OpenSystemInterconnection，開放係統互聯)模型是由國際標準化組織(ISO)定義的標準，它定義了一種分層體繫結構，在其中的每一層定義了針對不同通訊級彆的協議。OSI模型有7層，1到7層分彆是：物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。OSI模型在邏輯上可分為兩個部分：低層的1至3層關注的是原始數據的傳輸；高層的4至7層關注的是網絡下的應用程式。我們可以用一個形象一些的例子對數據包的概念加以說明：我們在郵局郵寄產品時，雖然產品本身帶有自己的包裝盒，但是在郵寄的時候隻用產品原包裝盒來包裝顯然是不行的。\\n\\n概述\\n\\n必須把內裝產品的包裝盒放到一個郵局指定的專用紙箱裡，這樣才能夠郵寄。這裡，產品包裝盒相當於數據包，裡麵放著的產品相當於可用的數據，而專用紙箱就相當於幀，且一個幀中隻有一個數據包。“包”聽起來非常抽象，那麼是不是不可見的呢？通過一定技術手段，是可以感知到數據包的存在的。比如在Windows2000Server中，把鼠標移動到任務欄右下角的網卡圖標上(網卡需要接好雙絞線、連入網絡)，就可以看到“發送：××包，收到：××包”的提示。通過數據包捕獲軟件，也可以將數據包捕獲並加以分析。就是用數據包捕獲軟件Iris捕獲到的數據包的介麵圖，在此，大家可以很清楚地看到捕獲到的數據包的MAC地址、IP地址、協議類型號等細節。通過分析這些數據，網管員就可以知道網絡中到底有什麼樣的數據包在活動了。\\n\\n實例\\n\\n附：數據包的結構數據包的結構非常複雜，不是三言兩語能夠說清的，在這裡主要瞭解一下它的關鍵構成就可以了，這對於理解TCP\\/IP協議的通訊原理是非常重要的。數據包主要由“目的IP地址”、“源IP地址”、“淨載數據”等部分構成。數據包的結構與我們平常寫信非常類似，目的IP地址是說明這個數據包是要發給誰的，相當於收信人地址；源IP地址是說明這個數據包是發自哪裡的，相當於發信人地址；而淨載數據相當於信件的內容。正是因為數據包具有這樣的結構，安裝了TCP\\/IP協議的計算機之間才能相互通訊。我們在使用基於TCP\\/IP協議的網絡時，網絡中其實傳遞的就是數據包。理解數據包，對於網絡管理的網絡安全具有至關重要的意義。\\n\\n運用\\n\\n簡單的說，你上網打開網頁，這個簡單的動作，就是你先發送數據包給網站，它接收到了之後，根據你發送的數據包的IP地址，返回給你網頁的數據包，也就是說，網頁的瀏覽，實際上就是數據包的交換。\\n\\n1、數據鏈路層對數據幀的長度都有一個限製，也就是鏈路層所能承受的最大數據長度，這個值\\n\\n稱為最大傳輸單元，即MTU。以以太網為例，這個值通常是1500字節。\\n\\n2、對於IP數據包來講，也有一個長度，在IP包頭中，以16位來描述IP包的長度，也就是說，\\n\\n一個IP包，最長可能是65535字節。\\n\\n3、結合以上兩個概念，第一個重要的結論就出來了，如果IP包的大小，超過了MTU值，那麼就需要\\n\\n分片，也就是把一個IP包分為多個，這個概念非常容易理解，一個載重5T的卡車，要拉10T的貨，它\\n\\n當然就得分幾次來拉了。\\n\\n辨析\\n\\n4、IP分片是很多資料常講的內容，但是我倒是覺得分不分片其實不重要，重要的是另一個東西。一個\\n\\n數據包穿過一個大的網絡，它其間會穿過多個網絡，每個網絡的MTU值是不同的。我們可以設想，如果\\n\\n接受\\/發送端都是以太網，它們的MTU都是1500，我們假設發送的時候，數據包會以1500來封裝，然而，\\n\\n不幸的是，傳輸中有一段X.25網，它的MTU是576，這會發生什麼呢？我想，這個纔是我們所關心的。\\n\\n當然，結論是顯而易見的，這個數據包會被再次分片，咱開始用火車拉，到了半路，不通火車，隻通汽車，\\n\\n那一車貨會被分為很多車……僅此而已，更重要的是，這種情況下，如果IP包被設置了“不允許分片標誌”，那\\n\\n會發生些什麼呢？對，數據包將被丟棄，然後收到一份ICMP不可達差錯，告訴你，需要分片！\\n\\n這個網絡中最小的MTU值，被稱為路徑MTU，我們應該有一種有效的手段，來發現這個值，最笨的方法或許是先\\n\\n用traceroute檢視所有節點，然後一個個ping……\\n\\n舉例\\n\\n5、到了傳輸層，也會有一個最大值的限製，當然，對於隻管發，其它都不管的UDP來說，不在我們討論之列。這裡說的是TCP協議。說到大小，或許會讓人想到TCP著名的滑動視窗的視窗大小，它跟收發兩端的緩存有關，這裡討論的是傳輸的最大數據包大小，所以，它也不在討論之列。\\n\\nTCP的選項欄位中，有一個最大報文段長度（MSS），表示了TCP傳往另一端的最大數據的長度，當一個連接建立時，連接的雙方都要通告各自的MSS，也就是說，它是與TCP的SYN標誌在一起的。當然，對於傳輸來講，總是希望MSS越大越好，現在超載這麼嚴重，誰家不希望多拉點貨……但是，MSS總是有個限製的，也就是它的值=MTU-IP頭長度-TCP頭長度，對於以太網來講它通常是1500-20-20=1460，雖然總是希望它能很大(如1460)，但是大多數BSD實現，它都是512的倍數，如1024……\\n\\n6、回到分片上來，例如，在Win2000下執行如下命令：\\n\\n\\\"ping192.168.0.1-l1473\\n\\n按剛纔的說法，1473 20(ip頭) 8(icmp頭)=1501，則好大於1500，它會被分片，但是，我們關心的是：\\n\\n這個數據包會被怎麼樣分法？\\n\\n可以猜想，第一個包是\\n\\n以太頭 IP頭 ICMP頭 1472的數據；\\n\\n那第二個分片包呢？\\n\\n它可以是：\\n\\n以太頭 IP頭 ICMP頭 1個字節的數據\\n\\n或者是：\\n\\n以太頭 IP頭 1個字節的數據\\\"(引號內的內容可否在這裡不詳細闡述，對於1473的數據如何被分為1472和1不是很清楚2010.01.1513：50)也就是省去ICMP頭的封裝，當然，IP頭是不可以省的，否則怎麼傳輸了……\\n\\n事實上，TCP\\/IP協議采用的是後一種封裝方式，這樣，一次可以節約8個字節的空間。IP包頭中，用了三個標誌來描述一個分片包：\\n\\n1、分片標誌：如果一個包被分片了，分片標誌這個欄位被置於1，最後一個分片除外；——這樣，對於接收端來講，可以根據這個標誌位做為重組的重要依據之一；\\n\\n2、分片偏移標誌：光有一個標誌位說明“自己是不是分片包”是不夠的，偏移標誌位說明瞭自己這個分片位於原始數據報的什麼位置。很明顯，這兩個標誌一結合，就很容易重組分片包了。\\n\\n3、不允許分片標誌：如果數據包強行設置了這個標誌，那麼在應該分片的時候，……err，剛纔已經說過了。\\n\\n\"

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