实验三IP数据包结构以及ARP协议分析
一、IP数据包结构
IP（Internet Protocol）是TCP/IP协议族中的一种协议，用于在网络上进行数据的传输。IP数据包是通过互联网进行传输的基本单位。
1. 版本（Version）：占4位，表示IP的协议版本号。目前主要有IPv4和IPv6两个版本。
2. 首部长度（Header Length）：占4位，表示IP首部的长度，单位为32位字长。最小值为5，最大值为15、实际的首部长度需要将该字段乘以32位，即20-60个字节。
3. 区分服务（Differentiated Services）：占8位，用于指定交换设备对数据包进行处理的优先级。
tcp ip协议分析及应用4. 总长度（Total Length）：占16位，表示IP数据包的总长度，包括首部和数据部分。
5. 标识（Identification）：占16位，用于组装分割的IP数据包。
6. 标志（Flags）：占3位，用于控制IP分片的相关处理。
7. 片偏移（Fragment Offset）：占13位，用于指示分片的位置。
8. 生存时间（Time to Live）：占8位，表示IP数据包在网络上存活的最大跳数，用于防止数据包在网络中无限循环。
9. 协议（Protocol）：占8位，表示上一层的协议类型，如TCP、UDP或ICMP等。
10. 首部校验和（Header Checksum）：占16位，用于对IP首部进行差错检测。
11. 源地址（Source Address）：占32位，表示发送该IP数据包的源IP地址。
12. 目标地址（Destination Address）：占32位，表示接收该IP数据包的目标IP地址。
13. 可选项（Options）：长度可变，用于对IP数据包进行控制和扩展。
14. 数据（Data）：变长，存放上层协议的数据。
ARP（Address Resolution Protocol）是一种用于查询目标IP地址的物理地址（MAC地址）的协议。
1.ARP请求报文格式：
字段，长度（字节），说明
----------，--------------，--------------------------------
硬件类型，2，表示发送方的网络接口的类型
协议类型，2，表示发送方使用的协议类型
硬件地址，6，表示发送方的MAC地址
协议地址，4，表示发送方的IP地址
目标硬件，6，目标计算机的MAC地址
目标协议，4，目标计算机的IP地址
2.ARP应答报文格式：
字段，长度（字节），说明
----------，--------------，--------------------------------
硬件类型，2，表示发送方的网络接口的类型
协议类型，2，表示发送方使用的协议类型
硬件地址，6，表示发送方的MAC地址
协议地址，4，表示发送方的IP地址
目标硬件，6，目标计算机的MAC地址
目标协议，4，目标计算机的IP地址
ARP协议工作流程如下：
1.主机A欲向主机B发送数据包，需要知道主机B的MAC地址；
2.主机A通过ARP请求广播网络上的所有主机，询问主机B的MAC地址；
3.主机B收到ARP请求后，发送ARP应答，将自己的MAC地址告知主机A；
4.主机A收到ARP应答后，将主机B的MAC地址记录下来；
5.主机A向主机B发送IP数据包时，使用主机B的MAC地址作为目标地址。
总结：
IP数据包结构包括了版本、首部长度、区分服务、总长度、标识、标志、片偏移、生存时间、协议、首部校验和、源地址、目标地址、可选项和数据等字段，它是在互联网上进行数据传输的基本单位。
ARP协议是一种用于查询目标IP地址的物理地址（MAC地址）的协议，它通过ARP请求和ARP应答进行通信，从而确定目标主机的MAC地址。

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