转载]MAC、IPv4、UDP、TCP包结构分析

wireshark是在数据链路层抓包，如下图抓的UDP包，实际上抓到的是封装了UDP数据包的MAC帧，有以太网src IP和dst IP在内





MAC帧主要有两种格式，一种是以太网V2标准，一种是IEEE 802.3，常用的是前者。下图就是假定网络层协议是IP协议，MAC帧是V2格式









注：MAC地址有48bit，所以源地址和目的地址字段有6字节

关于MAC帧的详细信息见谢希仁计算机网络（第五版）3.4.3节





有一点注意，这里的首部长度的单位是4字节，所以首部长度最大是15*4=60字节。而且通过可选字段后的填充，IP头部永远是4字节的倍数，方便IP协议实现。

总长度的单位是1字节，所以IP数据包的长度最大65535字节。

关于IP数据报格式，详见谢希仁计算机网络（第五版）4.2.5节

有一个容易搞不清楚的地方是协议字段，6或17分别表示IP数据报的数据部分是TCP或UDP报文。41表示数据部分是一个IPv6数据包，这种情况出现在隧道方式使用ipv6中。





关于UDP数据报格式，详见谢希仁计算机网络（第五版）5.2.2节





关于TCP数据报格式，详见谢希仁计算机网络（第五版）5.5节

有一点值得注意，数据偏移（4bit），指的是TCP的数据部分到整个TCP包的开始的偏移，其实就是TCP的包头长度了。和IP头的首部长度一样，也是以4byte为单位，所以TCP头部的最大长度是15（4bit最大15）*4byte=60byte，也就是选项和填充字段不能超过40字节

上面这么费事，其实只是解决我的一个疑惑，就是抓UDP包的时候发现抓到的字节数（如第一张图里的frame3 109bytes captured）总是比数据段的字节数（如第一张图里的DATA 67bytes）多42byte。

现在知道为什么了，就是MAC帧中在数据前的14byte（最后面的4字节校验位被丢弃了？还是wireshark忽略了它？没仔细看谢希仁的书）+20byteIP报文头部+8byteUDP报文头部=42byte

至于抓TCP包的时候，去掉MAC帧头、IP头、TCP头之后，剩下的数据字节数一般比抓到的字节数少54byte（14byteMAC头+20byteIP头+20byteTCP头），因为TCP头可变，少数情况下这个差值不是54byte。IP包头其实也可变，但现在还没见过。像下面图中的TCP头部就是32byte





还有一点注意的是，抓TCP包，如果是纯TCP协议（如握手、FIN等），wireshark在TCP一栏的len是标为0的，如果有TCP之上的应用层协议，如http，那么TCP那一栏标的长度其实是负载的长度，不包括TCP头部的长度，如下图





总共抓到了529byte，TCP的负载（图中是http报文）有475byte，TCP和IP头分别20byte。但是wireshark把475标在了TCP边上，容易让人误以为475包括了20byte的TCP头部

原文见：http://blog.sina.com.cn/s/blog_5dd7076f0100yl29.html