【正文】 請(qǐng)求主機(jī)的物理地址PA；l 請(qǐng)求主機(jī)的IP地址IA。（7） 利用從應(yīng)答幀中得到的目的主機(jī)的物理地址PB完成IP數(shù)據(jù)報(bào)的幀封裝，并將該幀發(fā)送給主機(jī)B。 這里需要注意一下兩點(diǎn)：（1） ARP請(qǐng)求幀在物理網(wǎng)絡(luò)中是以廣播方式發(fā)送的，因此此時(shí)還不知道目的主機(jī)的物理地址。ARP應(yīng)答幀是以單播方式發(fā)送的，因?yàn)閼?yīng)答方從請(qǐng)求幀中可以得到對(duì)方的物理地址。（2） 目的主機(jī)必須與源主機(jī)位于同一物理網(wǎng)絡(luò)中。由于ARP采用的是物理網(wǎng)絡(luò)中的廣播，IP路由器不會(huì)對(duì)該廣播進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，因而不能用ARP確定遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)的物理地址，而且也沒(méi)有必要知道遠(yuǎn)程地址的物理地址。如果目的主機(jī)位于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)中，IP會(huì)將數(shù)據(jù)報(bào)先發(fā)送給路由器，然后又路由器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。在這種情況下，IP只需要利用ARP確定路由器的物理地址就可以了，而路由器將逐級(jí)向前轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)。以下是ARP地址解析報(bào)文的幀格式： 地址解析報(bào)文的幀格式字段以太網(wǎng)首部硬件類型協(xié)議類型硬件地址長(zhǎng)度協(xié)議地址長(zhǎng)度OP發(fā)送端以太網(wǎng)地址發(fā)送端IP地址目的以太網(wǎng)地址目的IP地址位161616881648324832l 以太網(wǎng)首部：幀封裝時(shí)加在ARP報(bào)文的首部。ARP報(bào)文作為以太網(wǎng)幀的數(shù)據(jù)部分進(jìn)行發(fā)送。l 硬件類型：16比特，定義物理網(wǎng)絡(luò)類型。物理網(wǎng)絡(luò)的類型用一個(gè)整數(shù)值以太網(wǎng)的硬件類型值為“1”。l 協(xié)議類型：16比特，定義使用ARP協(xié)議的類型。如0x0800表示IPV4。l 硬件地址長(zhǎng)度：8比特，以字節(jié)為單位定義物理地址長(zhǎng)度。以太網(wǎng)為6。l 協(xié)議地址長(zhǎng)度：8比特，以字節(jié)為單位定義物理地址長(zhǎng)度。IPV4為4。l 操作類型：16比特，定義報(bào)文的類型（“1”為ARP請(qǐng)求，“2”為ARP應(yīng)答，“3”為RARP請(qǐng)求，“4”為RARP應(yīng)答）。l 發(fā)送方以太網(wǎng)地址：定義發(fā)送方的物理地址。l 發(fā)送方IP地址：定義發(fā)送方的網(wǎng)絡(luò)地址。l 目的以太網(wǎng)地址：定義目的設(shè)備的物理地址。l 目的IP地址：定義目的設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)地址。 IP協(xié)議正像TCP/IP協(xié)議的名稱所表達(dá)的信息那樣，因特網(wǎng)的核心協(xié)議是IP和TCP兩大協(xié)議。IP協(xié)議作為T(mén)CP/IP協(xié)議簇中的核心協(xié)議，提供了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罨镜姆?wù)，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連的基本協(xié)議。除了ARP和RARP報(bào)文以外的幾乎所有的數(shù)據(jù)都要經(jīng)過(guò)IP協(xié)議進(jìn)行發(fā)送。IP協(xié)議位于網(wǎng)絡(luò)層，位于同一層次的協(xié)議還有ARP和RARP以及上面的因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議ICMP和因特網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP。ARP和RARP報(bào)文沒(méi)有封裝在IP數(shù)據(jù)報(bào)中，而ICMP和IGMP的數(shù)據(jù)則要封裝在IP數(shù)據(jù)報(bào)中進(jìn)行傳輸。由于IP協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)層中具有重要的地位，人們又將TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層稱為IP層。IP是不可靠的無(wú)連接數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議，提供盡力而為（besteffort）的傳輸服務(wù)。IP協(xié)議具有以下特點(diǎn)：（1）是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議，雖然IP數(shù)據(jù)報(bào)攜帶源IP地址和目的IP地址，但進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的對(duì)等實(shí)體一定是相鄰設(shè)備（同一網(wǎng)絡(luò)）中的對(duì)等實(shí)體。（2）IP協(xié)議不保證傳輸?shù)目煽啃?，不?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)校驗(yàn)和跟蹤，當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)生損壞時(shí)不向發(fā)送方通告，如果要求數(shù)據(jù)傳輸具有可靠性，則要在IP的上面使用TCP協(xié)議加以保證。（3）IP協(xié)議提供無(wú)連接數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)，各個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)獨(dú)立傳輸，可能沿著不同的路徑到達(dá)目的地，也可能不會(huì)按序到達(dá)目的地。正因?yàn)镮P協(xié)議采用盡力傳輸?shù)乃枷?，所以使得IP協(xié)議的效率非常高，實(shí)現(xiàn)起來(lái)也比較簡(jiǎn)單。隨著底層網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的日益提高，IP協(xié)議的盡力傳輸?shù)暮锰幰搀w現(xiàn)得更加明顯。IP層向下要面對(duì)各種不同的物理網(wǎng)絡(luò)，向上卻要提供一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。為此，IP層通過(guò)IP地址實(shí)現(xiàn)物理地址的統(tǒng)一；通過(guò)IP數(shù)據(jù)報(bào)實(shí)現(xiàn)了物理數(shù)據(jù)幀的統(tǒng)一。IP層通過(guò)對(duì)以上兩個(gè)方面的統(tǒng)一達(dá)到了向上屏蔽底層差異的目的。IP數(shù)據(jù)報(bào)文格式如下表所示： IP數(shù)據(jù)報(bào)格式字段版本首部長(zhǎng)度服務(wù)類型總長(zhǎng)度標(biāo)識(shí)標(biāo)志片偏移生存時(shí)間協(xié)議頭校驗(yàn)和源IP地址目的IP地址選項(xiàng)數(shù)據(jù)位448161631388163232普通的IP首部長(zhǎng)為20字節(jié)，如果包括選項(xiàng)字段可達(dá)60字節(jié)。l IP目前的協(xié)議版本為4，因此有時(shí)IP也稱為IPV4。l 首部長(zhǎng)度字段長(zhǎng)度為4比特，指出以32位字長(zhǎng)（4字節(jié)）為單位的數(shù)據(jù)報(bào)首部長(zhǎng)度。由于IP數(shù)據(jù)報(bào)首部包含了IP選項(xiàng)這一變長(zhǎng)的字段，所以需要通過(guò)首部長(zhǎng)度確定首部和數(shù)據(jù)的分界點(diǎn)。l 用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議要作一些簡(jiǎn)化，不考慮數(shù)據(jù)分片和優(yōu)先權(quán)。因此不討論服務(wù)類型、標(biāo)志和片偏移，只需填0即可。l 數(shù)據(jù)報(bào)總長(zhǎng)度字段的長(zhǎng)度為16比特，總長(zhǎng)度以字節(jié)為單位指示整個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度。IP數(shù)據(jù)報(bào)最大長(zhǎng)度可達(dá)（即65535）個(gè)字節(jié)。根據(jù)首部長(zhǎng)度和總長(zhǎng)度可以計(jì)算出數(shù)據(jù)部分的長(zhǎng)度。l 標(biāo)識(shí)是數(shù)據(jù)包的ID號(hào)，用于識(shí)別不同的IP數(shù)據(jù)包。l 生存時(shí)間TTL是個(gè)數(shù)量級(jí)的概念，防止無(wú)用數(shù)據(jù)包一直存在網(wǎng)絡(luò)中。一般每經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器減1，因此通過(guò)TTL可以算出數(shù)據(jù)包到達(dá)目的地所經(jīng)過(guò)的路由器的個(gè)數(shù)。l 協(xié)議字段表示創(chuàng)建該數(shù)據(jù)包的高級(jí)協(xié)議的類型。如：1表示ICMP協(xié)議，6表示TCP協(xié)議，17表示UDP協(xié)議。l 頭校驗(yàn)和字段為16比特。用于保證首部數(shù)據(jù)的完整性。數(shù)據(jù)部分的正確性則由高層協(xié)議予以保證。l 源IP地址指發(fā)送方IP地址。l 目的IP地址指接收方IP地址。l 選項(xiàng)字段為變長(zhǎng)字段，是在傳輸數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)可選的附加功能，用于控制數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸路徑、記錄數(shù)據(jù)報(bào)經(jīng)過(guò)的路由器以及獲取數(shù)據(jù)報(bào)在途中經(jīng)過(guò)的路由器的時(shí)間戳。IP選項(xiàng)長(zhǎng)度受首部長(zhǎng)度限制[4]。 ICMP網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議TCP/IP的IP層在完成無(wú)連接數(shù)據(jù)報(bào)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，還實(shí)現(xiàn)一些基本的控制功能。這些控制功能包括：差錯(cuò)報(bào)告、擁塞控制、路徑控制以及路由器和主機(jī)信息的獲取等。實(shí)現(xiàn)這些控制功能的協(xié)議是位于IP層的因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議ICMP（Internet Control Massage Protocol）。ICMP報(bào)文分為兩大類，差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文和查詢報(bào)文。經(jīng)常被認(rèn)為是IP層的一個(gè)組成部分。ICMP報(bào)文首先要封裝成IP數(shù)據(jù)報(bào)，然后再傳遞給下一層。：8位類型8位代碼16位校驗(yàn)和首部其它部分?jǐn)?shù)據(jù)首部 ICMP報(bào)文格式ICMP報(bào)文首部的通用部分由類型、代碼和校驗(yàn)和3個(gè)字段構(gòu)成。l 類型（TYPE）：指示ICMP報(bào)文的類型。l 代碼（CODE）：提供關(guān)于報(bào)文類型的進(jìn)一步信息。l 校驗(yàn)和（CHECKSUM）：提供ICMP整個(gè)報(bào)文的校驗(yàn)和，校驗(yàn)和算法與IP數(shù)據(jù)報(bào)首部校驗(yàn)和算法相同。與IP數(shù)據(jù)報(bào)首部校驗(yàn)和不同的地方是，ICMP校驗(yàn)和是整個(gè)報(bào)文的校驗(yàn)和，另外使用校驗(yàn)和進(jìn)行校驗(yàn)的設(shè)備不是中間的路由器，而是最終的目的地。l 首部其它部分為4個(gè)字節(jié)，大部分差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文未用到這一部分，參數(shù)錯(cuò)報(bào)告報(bào)文用到其中的一個(gè)字節(jié)作為指針，請(qǐng)求應(yīng)答報(bào)文對(duì)利用這4個(gè)字節(jié)匹配請(qǐng)求與應(yīng)答報(bào)文。不使用時(shí)將不使用部分填“0” 。l 數(shù)據(jù)段部分在報(bào)告差錯(cuò)時(shí)，攜帶原始出錯(cuò)數(shù)據(jù)報(bào)的首部和數(shù)據(jù)的前8個(gè)字節(jié)，通常這些信息包括了該數(shù)據(jù)報(bào)的關(guān)鍵信息（前8個(gè)字節(jié)一般為上層協(xié)議的首部信息）；在請(qǐng)求和應(yīng)答報(bào)文中，攜帶與請(qǐng)求和應(yīng)答相關(guān)的額外信息。所有報(bào)文的前4個(gè)字節(jié)都是一樣的，但是剩下的其他字節(jié)則互不相同。類型字段可以有15個(gè)不同的值，以描述特定類型的ICMP報(bào)文。有些ICMP還使用代碼字段的值來(lái)進(jìn)一步描述不同的條件。： ICMP常見(jiàn)類型號(hào)及其含義類型34511128或010或913或1417或18報(bào)文含義目的地不可達(dá)源中斷重定向數(shù)據(jù)報(bào)超時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)參數(shù)有問(wèn)題回送請(qǐng)求和應(yīng)答路由器詢問(wèn)和通告時(shí)間戳請(qǐng)求或應(yīng)答地址屏蔽請(qǐng)求或回答本課題只考慮ICMP報(bào)文的目的站不可達(dá)和回送請(qǐng)求與應(yīng)答報(bào)文。 目的站不可達(dá)報(bào)文格式類型3代碼015校驗(yàn)和收到IP一部分，包括IP首部以及前8字節(jié)字段類型8或0代碼檢驗(yàn)和標(biāo)識(shí)符序號(hào)可選數(shù)據(jù)位88161616由請(qǐng)求報(bào)文發(fā)送，有應(yīng)答報(bào)文重復(fù) 回應(yīng)請(qǐng)求與應(yīng)答報(bào)文格式 字段類型8和0代碼檢驗(yàn)和標(biāo)識(shí)符序號(hào)可選數(shù)據(jù)位88161616由請(qǐng)求報(bào)文發(fā)送，由應(yīng)答報(bào)文重復(fù)注：類型0為回應(yīng)應(yīng)答報(bào)文，8為回應(yīng)請(qǐng)求報(bào)。整個(gè)數(shù)據(jù)包均參與檢驗(yàn)。 TCP傳輸控制協(xié)議傳輸層是TCP/IP協(xié)議中的一個(gè)舉足輕重的層次，網(wǎng)絡(luò)層用IP數(shù)據(jù)報(bào)統(tǒng)一了數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)幀，用IP地址統(tǒng)一了數(shù)據(jù)鏈路層的MAC地址，但網(wǎng)絡(luò)層沒(méi)有對(duì)服務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一。傳輸層的目的在于彌補(bǔ)和加強(qiáng)通信子網(wǎng)服務(wù)。在TCP/IP協(xié)議的傳輸層，提供了面向連接的傳輸控制協(xié)議TCP和無(wú)連接的用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP。就不同的底層網(wǎng)絡(luò)而言，TCP和UDP有不同的適用范圍，TCP適用于可靠性較差的廣域網(wǎng)，UDP則使用于可靠性較高的廣域網(wǎng)。傳輸層以下各層只提供相鄰機(jī)器的點(diǎn)到點(diǎn)傳輸，而傳輸層提供了端到端的數(shù)據(jù)傳輸，這里的端到端不僅指源主機(jī)到目的主機(jī)的端到端通信，而且指源進(jìn)程到目的進(jìn)程的端到端通信。 TCP采用協(xié)議端口來(lái)標(biāo)識(shí)某一主機(jī)上的通信進(jìn)程。為了保證信息能夠正確地到達(dá)指定的端進(jìn)程，必須顯示地給出全局惟一的信宿端得進(jìn)程表示符。主機(jī)可以用IP地址進(jìn)行標(biāo)識(shí)，IP地址是全局惟一的，再給主機(jī)上的進(jìn)程賦予一個(gè)本地惟一的標(biāo)識(shí)符（端口號(hào)），二者加起來(lái)，便形成了進(jìn)程的全局惟一標(biāo)識(shí)符。每個(gè)應(yīng)用進(jìn)程之間的通信都是基于所謂的socket套接字。套接字socket是系統(tǒng)提供的進(jìn)程通信編程界面，支持客戶/服務(wù)器模型。它關(guān)聯(lián)了應(yīng)用程序和端口，并且為每一個(gè)端口分配多個(gè)通信端點(diǎn)，從而可以實(shí)現(xiàn)同一應(yīng)用程序的多進(jìn)程服務(wù)。socket地址提供了進(jìn)程通信的端點(diǎn)?？蛻艉头?wù)器進(jìn)程通信之前，雙方先各自創(chuàng)建一個(gè)端點(diǎn)，構(gòu)成各自的半關(guān)聯(lián)。每個(gè)socket都有一個(gè)操作系統(tǒng)分配的本地惟一的socket號(hào)。然后客戶根據(jù)服務(wù)器的熟知地址建立socket連接?？梢杂靡粋€(gè)完整的關(guān)聯(lián)描述一個(gè)socket連接：（協(xié)議，本地主機(jī)地址，本地端口號(hào)，遠(yuǎn)程主機(jī)地址，遠(yuǎn)程端口號(hào)）socket支持不同的傳輸層協(xié)議，當(dāng)使用TCP協(xié)議作為傳輸層協(xié)議時(shí)，一個(gè)socket連接就是一個(gè)TCP連接。TCP是面向流的協(xié)議，發(fā)送方以字節(jié)流發(fā)送數(shù)據(jù)，接收方以字節(jié)流接收數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)在建立的連接上按順序發(fā)送，并且按順序達(dá)到信宿機(jī)。應(yīng)用程序（）應(yīng)用程序（）臨時(shí)端口熟知端口TCPTCP主機(jī)A客戶主機(jī)B服務(wù)器IP地址：IP地址：字節(jié)流 進(jìn)程標(biāo)識(shí)與流傳輸一個(gè)TCP連接的建立過(guò)程需要經(jīng)過(guò)客戶端與服務(wù)器之間的三次握手。 TCP報(bào)文格式字段源端口地址目的端口地址序號(hào)確認(rèn)號(hào)首部長(zhǎng)度保留urgackpshrstsynfin窗口檢驗(yàn)和緊急指針選項(xiàng)填充數(shù)據(jù)位16163232466161616TCP段格式中各個(gè)字段的含義和作用如下：l 源端口地址定義主機(jī)中發(fā)送本TCP數(shù)據(jù)段的應(yīng)用程序的端口號(hào)。l 目的端口地址定義接收本TCP數(shù)據(jù)段的應(yīng)用程序的端口號(hào)。l 序號(hào)指出段中的數(shù)據(jù)部分在發(fā)送方數(shù)據(jù)流中的位置。也就是發(fā)送的數(shù)據(jù)部分第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。l 確認(rèn)號(hào)指出接收方希望收到對(duì)方下次發(fā)送的數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。這個(gè)序號(hào)表明該序號(hào)以前的數(shù)據(jù)已經(jīng)被正確接收。l 首部長(zhǎng)度指出以32比特字長(zhǎng)（4字節(jié)）為單位的段首部長(zhǎng)度。l 保留字段長(zhǎng)度為6比特，留作將來(lái)使用。l 控制字段的每一位都有特定的含義，指出段的目的和內(nèi)容。l 窗口大小字段長(zhǎng)度為16比特，用于向?qū)Ψ酵ǜ娈?dāng)前本機(jī)的接收緩沖區(qū)的大?。ㄒ宰止?jié)為單位）。l 校驗(yàn)和的校驗(yàn)范圍包括段首部、數(shù)據(jù)以及偽首部。其計(jì)算方法與IP數(shù)據(jù)報(bào)首部校驗(yàn)和的計(jì)算方法相同。l TCP選項(xiàng)是變長(zhǎng)字段，位于TCP報(bào)頭的最后，由若干8位比特的字節(jié)組成，所有的選項(xiàng)都參與校驗(yàn)和的計(jì)算，選項(xiàng)可以開(kāi)始于任何一個(gè)字節(jié)邊界，有兩種選項(xiàng)的格式：（1）只有選項(xiàng)類型的單字節(jié)選項(xiàng)。（2）一字節(jié)的選項(xiàng)類型，一字節(jié)的選項(xiàng)長(zhǎng)度和實(shí)際選項(xiàng)值，選項(xiàng)長(zhǎng)度的計(jì)算包括選項(xiàng)類型，選項(xiàng)長(zhǎng)度和實(shí)際選項(xiàng)值。 應(yīng)用層協(xié)議（HTTP協(xié)議）超文本傳輸控制協(xié)議（HTTP）用來(lái)分發(fā)超文本媒體信息，相當(dāng)靈活和迅速，是目前通過(guò)Internet進(jìn)行信息交換的最主要方式。HTTP協(xié)議是建立在請(qǐng)求/響應(yīng)模型上的，每次發(fā)送請(qǐng)求時(shí)必須重新建立連接，也就是程序每次只處理一個(gè)請(qǐng)求?？蛻魴C(jī)建立一條與服務(wù)器的TCP連接，并發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求到服務(wù)器，請(qǐng)求中包含請(qǐng)求方法、URI（統(tǒng)一資源標(biāo)志符）、協(xié)議版本以及相關(guān)的MIME式樣的信息（包含服務(wù)器的信息、資源實(shí)體的信息和可能的資源內(nèi)容）。，因此一個(gè)包含HTML內(nèi)容和圖片的頁(yè)面將需要建立多次的短期TCP連接。，因此減少了連接建立的次數(shù)和經(jīng)常性的連接開(kāi)銷。但是在嵌入式系統(tǒng)中不要求HTTP的持續(xù)連接，而且傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也不是很大。HTTP有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1) 請(qǐng)求/響應(yīng)，一旦建立了傳輸會(huì)話，一端（通常是瀏覽器）必須向響應(yīng)的另一端發(fā)送HTTP請(qǐng)求。2) 無(wú)狀態(tài)。每個(gè)HTTP請(qǐng)求都是自包含的，服務(wù)器不保留以前的請(qǐng)求或會(huì)話的歷史記錄。3) 雙向傳輸。在大多數(shù)情況下，瀏覽器請(qǐng)求Web頁(yè)，服務(wù)器把副本傳輸給瀏覽器。HTTP也允許從瀏覽器向服務(wù)器傳輸（如果用戶提交所謂“表單”的話）。4) 協(xié)商能力。HTTP允許瀏覽器和服務(wù)器協(xié)商一些細(xì)節(jié)，如在傳輸中使用的字符集，發(fā)送方指定它提供的能力，接收方指定它接收的能力。5) 支持高速緩存。為了減少響應(yīng)時(shí)間，瀏覽器將它接收的每個(gè)Web頁(yè)的副本放入高速緩存。如果用戶再次請(qǐng)求該頁(yè)，則HTTP允許瀏覽器訪問(wèn)服務(wù)器，確定自從高速緩存之后該頁(yè)的內(nèi)容是否已經(jīng)改變。6) 支持中介。HTTP允許在瀏覽器到服務(wù)器之間路徑上的機(jī)