网络协议分析：从MAC到TCP的奥秘

数据封包与协议头分析

MAC头

位于数据链路层，包含源MAC地址和目标MAC地址，用于局域网内设备间的直接通信。

IP头

• TTL（生存周期）：初始值通常为64，数据包每经过一个网络节点（如路由器）减1。若TTL为0，数据包被丢弃，防止无限循环。
• IP Flag ：
  • D（Don't Fragment）：若置1，禁止分片传输。
  • M（More Fragments）：若置1，表示后续还有分片；0则为最后一片。

TCP头

• 控制标志位 ：
  • A（ACK）：确认应答。
  • P（PSH）：推送数据，要求接收方立即处理。
  • R（RST）：强制断开连接。
  • S（SYN）：发起连接请求。
  • F（FIN）：正常终止连接。

UDP头

无连接协议，头部简单，仅包含源端口、目标端口、长度和校验和，不提供可靠性保证。

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Wireshark抓包工具使用

启动与设备选择

• Linux系统通过sudo wireshark启动，选择网络接口：
  • 本机通信选loopback。
  • 外网通信选ens33（或类似网卡名）。
  • 不确定时可选any捕获所有流量。

过滤条件

• 按IP过滤：ip.addr == 192.0.2.1
• 按端口过滤：tcp.port == 80 || udp.port == 80

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HTTP协议详解

基本概念

• 用途：传输网页数据，基于TCP实现可靠传递。
• URL结构 ：http://主机名:端口号/路径（默认端口80可省略，如http://news.sohu.com/）。

通信流程

• 请求报文 ：文本格式，包含请求行（方法、URL、协议版本）、头部字段（如Host、User-Agent）、空行及可选正文。
• HTML：超文本标记语言，浏览器解析后渲染为可视化网页。

关键字段示例

• 请求方法：GET / HTTP/1.1

• 头部示例：

  Host: example.com
  User-Agent: Mozilla/5.0

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代码与公式规范示例

若需描述校验和计算（如UDP）：

• 校验和公式 ：
  \sum_{i=1}^{n} (data_word_i \oplus mask)

Python伪代码示例：

def calculate_checksum(data):
    checksum = 0
    for word in data:
        checksum += word
    return checksum & 0xFFFF