学习嵌入式的第三十一天-数据结构-（2025.7.23）网络协议封装

今天的内容主要是网络协议以及常用工具的介绍。

协议头与数据封包/拆包

数据封包示例：

MAC|IP|TCP|hello|
————————————
IP数据报

IP头信息

• 默认20字节

常用网络测试工具

• telnet
• netstat
• ping
• arp
• wireshark
• tcpdump
• ssh2
• secure crt

工具安装命令

sudo ufw disable
sudo apt-get install openssh-server openssh-client
sudo apt-get install wireshark

telnet使用

格式：telnet IP地址 端口
示例：telnet 192.168.1.1 8888
注意：未指定端口时默认使用23号端口。

netstat命令

netstat -anp
netstat -n      # 列出所有网络端口使用情况
netstat -n -t   # 列出所有TCP通信端口信息
netstat -n -u   # 列出所有UDP通信端口信息

数据封包与拆包流程

• 发送端（Client）：从应用层到接口层，逐层封装头部信息，最终形成一帧数据。
• 接收端（Server）：从接口层到应用层，逐层解析并校验，校验失败则丢弃数据包。
• MTU：最大传输单元1500字节，由以太网硬件决定。

TCP连接流程

1. 建立TCP连接
2. 发送HTTP请求报文
3. 接收HTTP响应报文
4. 释放TCP连接

HTTP请求报文示例

GET /?pcm=202.412_0_0.0.0&scm=thor.412_14-201000.0.0.0&spm=smpc.home.top-nav.1.1753253408321kU1roGy_1467 HTTP/1.1
Host: news.sohu.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (X11; Ubuntu; Linux x86_64; rv:109.0) Gecko/20100101 Firefox/113.0
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/avif,image/webp,*/*;q=0.8
Accept-Language: en-US,en;q=0.5
Accept-Encoding: gzip,deflate
Connection: keep-alive

协议头关键字段

• 接口层：以太网V2 MAC帧格式
• IP头：20字节，包含双方IP地址
  • IP Flag：
    • D标志位：是否允许分片
    • M标志位：是否为最后一片
  • TTL：生存周期，默认64，经网络节点递减至0时停止传递
• TCP头：20字节
  • TCP Flag：
    • U：紧急数据（带外数据）
    • A：应答
    • P：当前帧包含应用层数据
    • R：连接复位
    • S：建立连接
    • F：断开连接
• UDP头：8字节

网络工具用途

• ssh：远程登录工具，需服务器IP、用户名和密码
• ping：检测网络连通性
• ifconfig：查看网卡IP地址
• netstat -anp：查看Linux所有网络连接信息