TCP-IP數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)詳解

1、一般來說，網(wǎng)絡(luò)編程我們只需要調(diào)用一些封裝好的函數(shù)或者組件就能完成大部分的工作，但是一些特殊的情況下，就需要深入的理解網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)，以及協(xié)議分析。如：網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，故障排查等IP 包是不安全的，但是它是互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，在各方面都有廣泛的應(yīng)用。由 IP 協(xié)議衍生的協(xié)議族有 10 數(shù)種（據(jù)我所知），以后還會出現(xiàn)更多的基于 IP 的協(xié)議先從實際出發(fā)吧！一般我們在談上網(wǎng)速度的時候，專業(yè)上用帶寬來描述，其實無論說網(wǎng)速或者帶寬都是不準(zhǔn)確的，呵呵。比如：1兆，512K有些在學(xué)校的學(xué)生，也許會有疑問，明明我的業(yè)務(wù)是 1M,為什么下載速度到 100K 就飆不上去了？512K 的為什么 50 多 K 就封頂了？這里所

2、說的 1M 是指 1Mbps=1MillionBitsPerSecond,也就是 1M 比特每秒，即一秒鐘傳輸 1048576 個二進(jìn)制位。我們知道一個字節(jié)是 8 個二進(jìn)制位。好，又來問題了。即便這樣子，1M=104875&8=131072+1024=128K。那也應(yīng)該有 128K 啊，為什么下載速度還是很少到 120K,110K 都謝天謝地了?？赐瓯疚模愕膸ぞ蛯α薎P 數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)：8152432版本頭長服務(wù)類型包曼總長重組標(biāo)識標(biāo)志段偏移垃生存時間協(xié)議代碼頭校驗和32 位源好地址32 位目的地址可您選第用戶數(shù)據(jù)如圖，一個刻度表示 1 個二進(jìn)制位（比特）。1-1.版本 4 位，表示版本

3、號，目前最廣泛的是 4=B1000,即常說的 IPv4;相信 IPv6 以后會廣泛應(yīng)用，它能給世界上每個紐扣都分配一個 IP 地址。1-2.頭長 4 位，數(shù)據(jù)包頭部長度。它表示數(shù)據(jù)包頭部包括多少個 32 位長整型，也就是多少個 4 字節(jié)的數(shù)據(jù)。無選項則為 5（紅色部分）。1-3.服務(wù)類型，包括 8 個二進(jìn)制位，每個位的意義如下：過程字段：3 位，設(shè)置了數(shù)據(jù)包的重要性，取值越大數(shù)據(jù)越重要，取值范圍為：0（正常）7（網(wǎng)絡(luò)控制）延遲字段：1 位，取值：0（正常）、1（期特低的延遲）流量字段：1 位，取值：0（正常）、1（期特高的流量）可靠性字段：1 位，取值：0（正常）、1（期特高的可靠性）成本字段

4、：1 位，取值：0（正常）、1（期特最小成本）保留字段：1 位，未使用1-4.包裹總長 16 位，當(dāng)前數(shù)據(jù)包的總長度，單位是字節(jié)。當(dāng)然最大只能是 65535,及 64KB。2-1.重組標(biāo)識 16 位，發(fā)送主機(jī)賦予的標(biāo)識，以便接收方進(jìn)行分片重組。2-2.標(biāo)志 3 位，他們各自的意義如下：保留段位（2）:1 位，未使用不分段位（1）:1 位，取值：0（允許數(shù)據(jù)報分段）、1（數(shù)據(jù)報不能分段）更多段位（0）:1 位，取值：0（數(shù)據(jù)包后面沒有包，該包為最后的包）、1（數(shù)據(jù)包后面有更多的包）2-3.段偏移量 13 位，與更多段位組合，幫助接收方組合分段的報文，以字節(jié)為單位。3-1.生存時間 8 位，經(jīng)常

5、ping 命令看到的 TTL（TimeToLive）就是這個，每經(jīng)過一個路由器，該值就減一，到零丟棄。3-2.協(xié)議代碼 8 位，表明使用該包裹的上層協(xié)議，如 TCP=6,ICMP=1,UDP=17 等。3-3.頭檢驗和 16 位，是 IPv4 數(shù)據(jù)包頭部的校驗和。4-1.源始地址，32 位 4 字節(jié)，我們常看到的 IP 是將每個字節(jié)用點（.）分開，如此而已。5-1.目的地址，32 位，同上。6-1.可選選項，主要是給一些特殊的情況使用，往往安全路由會當(dāng)作攻擊而過濾掉，普聯(lián)（TP_LINK 白向TL-ER5110 路由就能這么做。7-1.用戶數(shù)據(jù)。TCP 數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)：8152432源蛤蠟口目的端

6、口數(shù)據(jù)序號確認(rèn)序號偏移保留 uAPRSF窗口字段包校驗和緊急指計可您選項填充用戶數(shù)據(jù)1-1.源始端口 16 位，范圍當(dāng)然是 0-65535 啦。1-2.目的端口,同上。2-1.數(shù)據(jù)序號 32 位，TCP 為發(fā)送的每個字節(jié)都編一個號碼，這里存儲當(dāng)前數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)第一個字節(jié)的序號。3-1.確認(rèn)序號 32 位，為了安全，TC 艱訴接受者希望他下次接到數(shù)據(jù)包的第一個字節(jié)的序號。4-1.偏移 4 位，類似 IP,表明數(shù)據(jù)距包頭有多少個 32 位。4-2.保留 6 位，未使用，應(yīng)置零。4-3.緊急比特 URG1 當(dāng) UR 氏 1 時， 表明緊急指針字段有效。 它告訴系統(tǒng)此報文段中有緊急數(shù)據(jù)， 應(yīng)盡快傳送 （相

7、當(dāng)于高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)）。4-3.確認(rèn)比特 ACK-只有當(dāng) ACK=1 時確認(rèn)號字段才有效。當(dāng) ACK=0 時，確認(rèn)號無效。參考TCP 三次握手4-4.復(fù)位比特 RST（ResetL 當(dāng) RST=1 時，表明 TCP 連接中出現(xiàn)嚴(yán)重差錯（如由于主機(jī)崩潰或其他原因），必須釋放連接，然后再重新建立運輸連接。參考 TCP 三次握手4-5.同步比特 SYNH 同步比特 SYN 置為 1,就表示這是一個連接請求或連接接受報文。參考TCP 三次握手4-6.終止比特 FIN（FINalL 用來釋放一個連接。當(dāng) FIN=1 時，表明此報文段的發(fā)送端的數(shù)據(jù)已發(fā)送完畢，并要求釋放運輸連接。4-7.窗口字段 16 位，

8、窗口字段用來控制對方發(fā)送的數(shù)據(jù)量，單位為字節(jié)。TCP 連接的一端根據(jù)設(shè)置的緩存空間大小確定自己的接收窗口大小，然后通知對方以確定對方的發(fā)送窗口的上限。5-1.包校 3和 16 位，包括首部和數(shù)據(jù)這兩部分。在計算檢驗和時，要在 TCP 報文段的前面加上 12 字節(jié)的偽首部。5-2.緊急指針 16 位，緊急指針指出在本報文段中的緊急數(shù)據(jù)的最后一個字節(jié)的序號。6-1.可選選項 24 位，類似 IP,是可選選項。6-2.填充 8 位，使選項湊足 32 位。7-1.用戶數(shù)據(jù)可以看出，每個 IP 包至少要 20 字節(jié)的頭部長度，這些與下載內(nèi)容無關(guān)，加上目前多數(shù)傳輸，包才 http 協(xié)議（就是 IE 直接下載）