以太網首部
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目地MAC地址（8字節） |
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源MAC地址（8字節） |
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類型（2字節） |
1、IP頭的結構
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版本（4位） |
頭長度（4位） |
服務類型（8位） |
封包總長度（16位） |
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封包標識（16位） |
標誌（3位） |
片斷偏移地址（13位） |
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存活時間（8位） |
協議（8位） |
校驗和（16位） |
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來源IP地址（32位） |
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目的IP地址（32位） |
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選項（可選） |
填充（可選） |
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數據 |
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（1）字節和數字的存儲順序是從右到左，依次是從低位到高位，而網絡存儲順序是從左到右，依次從低位到高位。
（2）版本：佔第一個字節的高四位。頭長度：佔第一個字節的低四位。
（3）服務類型：前3位爲優先字段權，現在已經被忽略。接着4位用來表示最小延遲、最大吞吐量、最高可靠性和最小費用。
（4）封包總長度：整個IP報的長度，單位爲字節。
（5）存活時間：就是封包的生存時間。通常用通過的路由器的個數來衡量，比如初始值設置爲32，則每通過一個路由器處理就會被減一，當這個值爲0的時候就會丟掉這個包，並用ICMP消息通知源主機。
（6）協議：定義了數據的協議，分別爲：TCP、UDP、ICMP和IGMP。定義爲：
＃define PROTOCOL_TCP 0x06
＃define PROTOCOL_UDP 0x11
＃define PROTOCOL_ICMP 0x06
＃define PROTOCOL_IGMP 0x06
（7）檢驗和：校驗的首先將該字段設置爲0，然後將IP頭的每16位進行二進制取反求和，將結果保存在校驗和字段。
（8）來源IP地址：將IP地址看作是32位數值則需要將網絡字節順序轉化位主機字節順序。轉化的方法是：將每4個字節首尾互換，將2、3字節互換。
（9）目的IP地址：轉換方法和來源IP地址一樣。
在網絡協議中，IP是面向非連接的，所謂的非連接就是傳遞數據的時候，不檢測網絡是否連通。所以是不可靠的數據報協議，IP協議主要負責在主機之間尋址和選擇數據包路由。
2、ICMP協議的頭結構
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類型（8位） |
代碼（8位） |
校驗和（8位） |
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類型或者代碼 |
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（1）類型：一個8位類型字段，表示ICMP數據包類型。
（2）代碼：一個8位代碼域，表示指定類型中的一個功能。如果一個類型中只有一種功能，代碼域置爲0。
（3）檢驗和：數據包中ICMP部分上的一個16位檢驗和。
3、TCP協議的頭結構
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來源端口（2字節） |
目的端口（2字節） |
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序號（4字節） |
確認序號（4字節） |
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頭長度（4位） |
保留（6位） |
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URG |
ACK |
PSH |
RST |
SYN |
PIN |
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窗口大小（2字節） |
校驗和（16位） |
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緊急指針（16位） |
選項（可選） |
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數據 |
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（1）TCP源端口（Source Port）：16位的源端口包含初始化通信的端口號。源端口和IP地址的作用是標識報文的返回地址。
（2）TCP目的端口（Destination Port）：16位的目的端口域定義傳輸的目的。這個端口指明報文接收計算機上的應用程序地址接口。
（3）序列號（Sequence Number）：TCP連線發送方向接收方的封包順序號。
（4）確認序號（Acknowledge Number）：接收方回發的應答順序號。
（5）頭長度（Header Length）：表示TCP頭的雙四字節數，如果轉化爲字節個數需要乘以4。
（6）URG：是否使用緊急指針，0爲不使用，1爲使用。
（7）ACK：請求/應答狀態。0爲請求，1爲應答。
（8）PSH：以最快的速度傳輸數據。
（9）RST：連線復位，首先斷開連接，然後重建。
（10）SYN：同步連線序號，用來建立連線。
（11）FIN：結束連線。如果FIN爲0是結束連線請求，FIN爲1表示結束連線。
（12）窗口大小（Window）：目的機使用16位的域告訴源主機，它想收到的每個TCP數據段大小。
（13）校驗和（Check Sum）：這個校驗和和IP的校驗和有所不同，不僅對頭數據進行校驗還對封包內容校驗。
（14）緊急指針（Urgent Pointer）：當URG爲1的時候纔有效。TCP的緊急方式是發送緊急數據的一種方式。
4、UDP協議的頭結構
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源端口（2字節） |
目的端口（2字節） |
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封報長度（2字節） |
校驗和（2字節） |
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數據 |
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（1）源端口（Source Port）：16位的源端口域包含初始化通信的端口號。源端口和IP地址的作用是標識報文的返回地址。
（2）目的端口（Destination Port）：6位的目的端口域定義傳輸的目的。這個端口指明報文接收計算機上的應用程序地址接口。
（3）封包長度（Length）：UDP頭和數據的總長度。
（4）校驗和（Check Sum）：和TCP和校驗和一樣，不僅對頭數據進行校驗，還對包的內容進行校驗。
5、ARP報頭結構
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硬件類型 |
協議類型 |
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硬件地址長度 |
協議長度 |
操作類型 |
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發送方的硬件地址（0-3字節） |
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源物理地址（4-5字節） |
源IP地址（0-1字節） |
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源IP地址（2-3字節） |
目標硬件地址（0-1字節） |
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目標硬件地址（2-5字節） |
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目標IP地址（0-3字節） |
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（1）硬件類型字段指明瞭發送方想知道的硬件接口類型，以太網的值爲1；
（2）協議類型字段指明瞭發送方提供的高層協議類型，IP爲0800（16進制）；
（3）硬件地址長度和協議長度指明瞭硬件地址和高層協議地址的長度，這樣ARP報文就可以在任意硬件和任意協議的網絡中使用；
（4）操作字段用來表示這個報文的類型，ARP請求爲1，ARP響應爲2，RARP請求爲3，RARP響應爲4；
（5）發送方的硬件地址（0-3字節）：源主機硬件地址的前3個字節；
（6）發送方的硬件地址（4-5字節）：源主機硬件地址的後3個字節；
（7）發送方IP（0-1字節）：源主機硬件地址的前2個字節；
（8）發送方IP（2-3字節）：源主機硬件地址的後2個字節；
（9）目的硬件地址（0-1字節）：目的主機硬件地址的前2個字節；
（10）目的硬件地址（2-5字節）：目的主機硬件地址的後4個字節；
（11）目的IP（0-3字節）：目的主機的IP地址。
ARP的工作原理如下：
1. 首先，每臺主機都會在自己的ARP緩衝區(ARP Cache)中建立一個 ARP列表，以表示IP地址和MAC地址的對應關係。
2. 當源主機需要將一個數據包要發送到目的主機時，會首先檢查自己 ARP列表中是否存在該 IP地址對應的MAC地址，如果有﹐就直接將數據包發送到這個MAC地址；如果沒有，就向本地網段發起一個ARP請求的廣播包，查詢此目的主機對應的MAC地址。此ARP請求數據包裏包括源主機的IP地址、硬件地址、以及目的主機的IP地址。
3. 網絡中所有的主機收到這個ARP請求後，會檢查數據包中的目的IP是否和自己的IP地址一致。如果不相同就忽略此數據包；如果相同，該主機首先將發送端的MAC地址和IP地址添加到自己的ARP列表中，如果ARP表中已經存在該IP的信息，則將其覆蓋，然後給源主機發送一個 ARP響應數據包，告訴對方自己是它需要查找的MAC地址；
4. 源主機收到這個ARP響應數據包後，將得到的目的主機的IP地址和MAC地址添加到自己的ARP列表中，並利用此信息開始數據的傳輸。如果源主機一直沒有收到ARP響應數據包，表示ARP查詢失敗。
