一、网络格式的定义
网络格式是指在网络通信中，数据按照特定协议和层次结构进行组织的标准化方式。它定义了数据的结构、编码方式及传输规则，确保发送方和接收方能够正确解析和处理数据。网络格式的核心作用是规范数据的传输流程，包括封装、寻址、错误检测、流量控制等，从而实现不同设备和应用之间的互操作性。
二、OSI模型各层数据格式
网络通信遵循OSI（开放系统互连）模型的七层架构，每层数据格式各异，逐层封装或解封装。以下是各层的关键数据格式：
1. 物理层（Physical Layer）
数据格式：比特流（Bits）
描述：物理层负责在物理媒介（如光纤、铜缆）上传输原始比特流，无特定结构，仅关注电压、信号频率等物理特性。
2. 数据链路层（Data Link Layer）
数据格式：帧（Frame）
结构：
头部：包含源/目的MAC地址（6字节）、类型字段（2字节，标识上层协议如IPv4/IPv6）。
数据部分：封装网络层的数据（如IP数据报）。
尾部：FCS（帧校验序列，4字节），用于检测传输错误。
示例：以太网帧的最大传输单元（MTU）为1500字节，超过需分片。
3. 网络层（Network Layer）
数据格式：IP数据报（IP Datagram）
结构：
首部（固定20字节，可选扩展）：
版本（4位）：IPv4或IPv6。
首部长度（4位）：以4字节为单位，默认20字节。
总长度（16位）：首部+数据的总字节数（最大65535字节）。
标识、标志、片偏移：用于分片和重组。
TTL（8位）：数据报生存时间，每经过一个路由器减1，防止循环。
协议（8位）：标识上层协议（如TCP=6，UDP=17）。
源/目的IP地址（各4字节）。
校验和（16位）：仅校验首部。
数据部分：传输层的数据（如TCP/UDP段）。
4. 传输层（Transport Layer）
TCP段（TCP Segment）
结构：
头部（固定20字节，可选扩展）：
源/目的端口（各16位）：标识应用程序（如HTTP=80）。
序号和确认号（各32位）：确保数据有序和可靠传输。
首部长度（4位）：以4字节为单位，默认20字节。
标志位（6位）：SYN（连接建立）、ACK（确认）、FIN（连接释放）等。
窗口大小（16位）：流量控制，接收方缓冲大小。
校验和（16位）：校验首部和数据。
紧急指针（16位）：指示紧急数据位置。
数据部分：应用层的数据（如HTTP请求）。
UDP数据报（UDP Datagram）
结构：
头部（8字节）：
源/目的端口（各16位）。
长度（16位）：首部+数据的总字节数。
校验和（16位）：可选，校验首部和数据。
数据部分：应用层的数据（如DNS查询）。
5. 应用层（Application Layer）
数据格式：应用层协议定义的数据结构（如HTTP、FTP、SMTP）。
示例：HTTP协议：
请求格式：
请求行：方法 路径 协议版本（如GET /index.html HTTP/1.1）。
请求头：键值对（如Host: www.example.com、User-Agent: Mozilla/5.0）。
空行：分隔头部和请求体。
请求体（可选）：POST请求的数据（如表单数据）。
响应格式：
状态行：协议版本 状态码 状态描述（如HTTP/1.1 200 OK）。
响应头：键值对（如Content-Type: text/html）。
空行：分隔头部和响应体。
响应体：HTML/JSON等数据。
