arp icmp 等报文格式

ARP报文格式

ARP是一个独立的三层协议，所以ARP报文在向数据链路层传输时不需要经过IP协议的封装，而是直接生成自己的报文，其中包括ARP报头，到数据链路层后再由对应的数据链路层协议（如以太网协议）进行封装。ARP报文分为ARP请求和ARP应答报文两种，它们的报文格式可以统一为下图所示。
ARP报文格式

硬件类型：占两字节，表示ARP报文可以在哪种类型的网络上传输，值为1时表示为以太网地址。
上层协议类型：占两字节，表示硬件地址要映射的协议地址类型，映射IP地址时的值为0x0800。
MAC地址长度：占一字节，标识MAC地址长度，以字节为单位，此处为6。
IP协议地址长度：占一字节，标识IP得知长度，以字节为单位，此处为4。
操作类型：占2字节，指定本次ARP报文类型。1标识ARP请求报文，2标识ARP应答报文。
源MAC地址：占6字节，标识发送设备的硬件地址。
源IP地址：占4字节，标识发送方设备的IP地址。
目的MAC地址：占6字节，表示接收方设备的硬件地址，在请求报文中该字段值全为0，即00-00-00-00-00-00，表示任意地址，因为现在不知道这个MAC地址。
目的IP地址：占4字节，表示接受方的IP地址。

ARP报文不是直接在网络层上发送的，它还是需要向下传输到数据链路层，所以当ARP报文传输到数据链路层之后，需要再次进行封装。以以太网为例，ARP报文传输到以太网数据链路层后会形成ARP帧。ARP帧如下图所示，他就是在ARP报文前面加了一个以太网帧头。
ARP帧格式

以太网帧头的三个字段说明

目的MAC地址：占6字节，如果是ARP请求帧，因为它是一个广播帧，所以要填上广播MAC地址（FF-FF-FF-FF-FF-FF），其目标主机是网络上的所有主机。
源MAC地址：占6字节，这是发送ARP帧的节点MAC地址。
帧类型：占两字节，这里用来标识帧封装的上层协议，因为本帧的数据部分是ARP报文，所以直接用ARP的协议号0x0806表示就可以了。

ICMP封装

ICMP是IP层的一个组成部分，它传递查询报文和差错报文，ICMP报文通常被IP层或更高层协议（TCP或UDP）使用，它是在IP数据包内被传输的，如图1所示。

图1：ICMP封装在IP数据包内部

OSPF用IP报文直接封装协议报文，协议号为89。

OSPF分为5种报文：Hello报文、DD报文、LSR报文、LSU报文和LSAck报文。

Hello报文
DD报文
LSR报文
LSU报文
LSAck报文

报文头格式

OSPF这五种报文具有相同的报文头格式，长度为24字节。如图5-2所示。

图5-2 报文头格式

表5-9 OSPF报文头格式字段解释

字段名	长度	含义
Version	8比特	OSPF的版本号。对于OSPFv2，其值为2。
Type	8比特	OSPF报文的类型： 1：Hello报文。 2：DD报文。 3：LSR报文。 4：LSU报文。 5：LSAck报文。
Packet length	16比特	OSPF报文的总长度，包括报文头在内，单位为字节。
Router ID	32比特	发送该报文的路由器标识。
Area ID	32比特	发送该报文的设备所属区域。
Checksum	16比特	包含除了认证字段的整个报文的校验和。
AuType	16比特	验证类型： 0：不验证。 1：简单认证。 2：MD5认证。说明： MD5算法安全性低，存在安全风险。
Authentication	64比特	其数值根据验证类型而定： 0：不对此字段作定义。 1：此字段为密码信息。 2：此字段包括Key ID、MD5验证数据长度和序列号的信息。

Hello报文

最常用的一种报文，其作用为建立和维护邻接关系，周期性的在使能了OSPF的接口上发送。报文内容包括一些定时器的数值、DR、BDR以及已知的邻居。Hello报文格式如图5-3所示。

图5-3 Hello报文格式

表5-10 Hello报文格式字段解释

字段名	长度	含义
Network Mask	32比特	发送Hello报文的接口所在网络的掩码。
HelloInterval	16比特	发送Hello报文的时间间隔。
Options	8比特	可选项： E：允许Flood AS-External-LSAs。 N/P：处理Type-7 LSAs。 DC：处理按需链路。
Rtr Pri	8比特	DR优先级。默认为1。说明：如果设置为0，则设备不能参与DR或BDR的选举。
RouterDeadInterval	32比特	失效时间。如果在此时间内未收到邻居发来的Hello报文，则认为邻居失效。
Designated Router	32比特	DR的接口地址。
Backup Designated Router	32比特	BDR的接口地址。
Neighbor	32比特	邻居，以Router ID标识。

Hello报文在不同网络中的发送地址类型、发送时间间隔类型和时间间隔缺省值不同，参见表5-11。

表5-11 Hello报文的属性

网络类型	发送地址类型	发送时间间隔类型	时间间隔缺省值
广播	组播地址	HelloInterval	缺省情况下，接口发送Hello报文的时间间隔的值为10秒。
NBMA	单播地址	DR、BDR、有能力成为DR的设备时，发送时间间隔为HelloInterval。邻居的状态为Down时，发送时间间隔为Pollinterval，其他情况为HelloInterval。	缺省情况下，接口发送Hello报文的时间间隔的值为30秒。缺省情况下，接口发送Pollinterval间隔为120秒。
P2P	组播地址	HelloInterval	缺省情况下，接口发送Hello报文的时间间隔的值为10秒。
P2MP	组播地址	HelloInterval	缺省情况下，接口发送Hello报文的时间间隔的值为30秒。

RIP报文类型及发送方式

RIP协议报文采用UDP封装，报文源和目的端口均是UDP端口。RIP定义了两种报文类型，分别是请求（Request）报文和响应（Response）报文。Request报文用于向邻居请求全部或部分RIP路由信息，而Response报文则用于发送RIP路由更新，在Respose报文中携带着路由及路由度量等信息。当路由设备的接口激活RIP后，该接口立即发送一个Request报文和Response报文，并开始侦听RIP协议报文，随后接口开始周期性发送Response报文。

其中，RIP-1使用的广播地址255.255.255.255作为协议报文的目的IP地址，RIP-1设备发布的广播报文在设备输出的广播域中泛洪，这使得与其同处一个广播域的其他设备都将接收该报文，并消耗资源去处理这些报文。RIP-2使用的组播地址224.0.0.9作为协议报文的目的IP地址，所有的RIP-2设备都会侦听该组播地址，进而减少对于广播域中的其他设备的影响。

RIP-2报文格式

RIP-2（即RIP version2）是一种无分类路由协议（Classless Routing Protocol），报文格式如图11-5所示。

图11-5 RIP-2的报文格式

RIP-2报文各字段含义如下。

命令字段（Command）：该字段用于标识RIP报文的类型。取值为1表示为Request报文，取值为2表示Response报文。
版本字段（Version）：在RIP-2中，该字段取值为2。
地址族标识符（Address Family Identifier）：与RIP-1类似。
路由标记（Route Tag）：用于为路由设置标记信息，可以在路由策略中根据Tag对路由进行灵活的控制。例如，当一条外部路由被引入RIP从而形成一条RIP路由时，RIP可以为该路由设置路由标记，当这条路由在整个RIP路由域传播时，路由标记不会丢失。
IP地址（IP Address）：路由的目的网络地址。
网络掩码（Subnet Mask）：用于存储路由条目的目的网络掩码，RIP-2进而支持可变长子网掩码（VLSM，Variable Length Subnet Mask），支持路由聚合和CIDR（Classless Inter-Domain Routing）。
下一跳（Next Hop）：RIP-2定义了该字段，避免路由设备在多路访问网络上可以表面次优路径现象，在广播网上可以选择到最优下一跳地址。
度量值（Metric）：该路由的度量值。