計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件：4_7_3 TCP協(xié)議的報(bào)文格式

1、第七章 傳輸層第三節(jié) TCP協(xié)議的報(bào)文格式一、TCP 報(bào)頭的格式 TCP報(bào)頭20 字節(jié)的固定報(bào)頭目 的 端 口檢 驗(yàn) 和選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）源 端 口序 號(hào)緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號(hào)保 留FIN32 位SYNRSTPSHACKURG位 0 8 16 24 31填 充TCP 數(shù)據(jù)部分TCP 首部TCP 報(bào)文段IP 數(shù)據(jù)部分IP 首部發(fā)送在前報(bào)頭長(zhǎng)度TCP報(bào)頭長(zhǎng)度為20-60字節(jié)，其中固定部分長(zhǎng)度為20字節(jié)；選項(xiàng)部分長(zhǎng)度可變，最多40字節(jié)。TCP報(bào)頭20字節(jié)固定頭部源端口和目的端口字段各占 2 字節(jié)。位 0 8 16 24 31目 的 端 口檢 驗(yàn) 和選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）源 端 口

2、序 號(hào)緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號(hào)保 留FINSYNRSTPSHACKURG填 充報(bào)頭長(zhǎng)度TCP報(bào)頭20字節(jié)固定頭部序號(hào)字段占 4 字節(jié)。序號(hào)字段的值是指本報(bào)文段所發(fā)送的數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。 位 0 8 16 24 31目 的 端 口檢 驗(yàn) 和選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）源 端 口序 號(hào)緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號(hào)保 留FINSYNRSTPSHACKURG填 充報(bào)頭長(zhǎng)度序號(hào)字段舉例詳解TCP連接建立時(shí)，雙方各自使用隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器產(chǎn)生一個(gè)初始序號(hào)ISN（雙方不同）；舉例：一個(gè)TCP連接要發(fā)送4500字節(jié)的數(shù)據(jù)，初始序號(hào)10010，分5個(gè)報(bào)文段（前4個(gè)1000，第5個(gè)500）。第1個(gè)報(bào)文段的字

3、節(jié)序號(hào)范圍：1001011009；第2個(gè)報(bào)文段的字節(jié)序號(hào)范圍：1101012009；第3個(gè)報(bào)文段的字節(jié)序號(hào)范圍：1201013009；第4個(gè)報(bào)文段的字節(jié)序號(hào)范圍：1301014009；第5個(gè)報(bào)文段的字節(jié)序號(hào)范圍：1401014509；TCP報(bào)頭20字節(jié)固定頭部確認(rèn)號(hào)字段占 4 字節(jié)，表示一個(gè)進(jìn)程已經(jīng)正確接收序號(hào)為N的字節(jié)，要求發(fā)送方下一個(gè)發(fā)送序號(hào)為N+1的字節(jié)的報(bào)文段。 位 0 8 16 24 31目 的 端 口檢 驗(yàn) 和選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）源 端 口序 號(hào)緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號(hào)保 留FINSYNRSTPSHACKURG填 充報(bào)頭長(zhǎng)度確認(rèn)號(hào)字段舉例詳解主機(jī)A發(fā)送給主機(jī)B的報(bào)文字節(jié)

4、序號(hào)為401500，主機(jī)B正確接收這個(gè)字節(jié)段，則主機(jī) B 下一個(gè)發(fā)送到主機(jī)A的報(bào)頭的確認(rèn)號(hào)為501。主機(jī)A接收到該報(bào)文，讀到確認(rèn)號(hào)501就理解為：主機(jī)B已正確最后一個(gè)字節(jié)的序號(hào)為500及以前的所有字節(jié)，希望下面?zhèn)魉妥止?jié)序號(hào)為“501”開始的報(bào)文。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的 捎帶確認(rèn) 方法。TCP報(bào)頭20字節(jié)固定頭部報(bào)頭長(zhǎng)度占 4 位，TCP報(bào)頭長(zhǎng)度以4字節(jié)為一個(gè)單元，實(shí)際報(bào)頭長(zhǎng)度是2060字節(jié)，因此該字段值是5-15之間。位 0 8 16 24 31目 的 端 口檢 驗(yàn) 和選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）源 端 口序 號(hào)緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號(hào)保 留FINSYNRSTPSHACKURG填 充報(bào)頭長(zhǎng)度TCP報(bào)

5、頭20字節(jié)固定頭部保留字段占 6 位，保留為今后使用，但目前應(yīng)置為 0。位 0 8 16 24 31目 的 端 口檢 驗(yàn) 和選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）源 端 口序 號(hào)緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號(hào)保 留FINSYNRSTPSHACKURG填 充報(bào)頭長(zhǎng)度TCP報(bào)頭20字節(jié)固定頭部控制字段定義了6種不同的控制位或標(biāo)志位；在TCP的連接建立和終止、流量控制，以及數(shù)據(jù)傳送中發(fā)揮作用。位 0 8 16 24 31目 的 端 口檢 驗(yàn) 和選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）源 端 口序 號(hào)緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號(hào)保 留FINSYNRSTPSHACKURG填 充報(bào)頭長(zhǎng)度TCP報(bào)頭20字節(jié)固定頭部緊急 URG 當(dāng)

6、 URG 1 時(shí)，表明緊急指針字段有效。它告訴系統(tǒng)此報(bào)文段中有緊急數(shù)據(jù)，應(yīng)盡快傳送。 位 0 8 16 24 31目 的 端 口檢 驗(yàn) 和選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）源 端 口序 號(hào)緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號(hào)保 留FINSYNRSTPSHACKURG填 充報(bào)頭長(zhǎng)度TCP報(bào)頭20字節(jié)固定頭部確認(rèn) ACK 只有當(dāng) ACK 1 時(shí)，確認(rèn)號(hào)字段才有效。 位 0 8 16 24 31目 的 端 口檢 驗(yàn) 和選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）源 端 口序 號(hào)緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號(hào)保 留FINSYNRSTPSHACKURG填 充報(bào)頭長(zhǎng)度TCP報(bào)頭20字節(jié)固定頭部推送 PSH (PuSH) 接收端收到 PS

7、H = 1 的報(bào)文段，就盡快地交付接收應(yīng)用進(jìn)程，而不再等到整個(gè)緩存都填滿。位 0 8 16 24 31目 的 端 口檢 驗(yàn) 和選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）源 端 口序 號(hào)緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號(hào)保 留FINSYNRSTPSHACKURG填 充報(bào)頭長(zhǎng)度TCP報(bào)頭20字節(jié)固定頭部復(fù)位 RST (ReSeT) 當(dāng) RST 1 時(shí)，表明 TCP 連接中出現(xiàn)嚴(yán)重差錯(cuò)，必須釋放連接，然后再重新建立。位 0 8 16 24 31目 的 端 口檢 驗(yàn) 和選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）源 端 口序 號(hào)緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號(hào)保 留FINSYNRSTPSHACKURG填 充報(bào)頭長(zhǎng)度TCP報(bào)頭20字節(jié)固定頭部

8、同步 SYN SYN = 1 表示這是一個(gè)連接請(qǐng)求或連接接受報(bào)文。位 0 8 16 24 31目 的 端 口檢 驗(yàn) 和選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）源 端 口序 號(hào)緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號(hào)保 留FINSYNRSTPSHACKURG填 充報(bào)頭長(zhǎng)度TCP報(bào)頭20字節(jié)固定頭部終止 FIN (Finish) FIN 1 表明此報(bào)文段的發(fā)送端的數(shù)據(jù)已發(fā)送完畢，并要求釋放傳輸連接。 位 0 8 16 24 31目 的 端 口檢 驗(yàn) 和選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）源 端 口序 號(hào)緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號(hào)保 留FINSYNRSTPSHACKURG填 充報(bào)頭長(zhǎng)度TCP報(bào)頭20字節(jié)固定頭部窗口字段 占 2

9、字節(jié)，用來讓對(duì)方設(shè)置發(fā)送窗口的依據(jù)，指示對(duì)方在下一個(gè)報(bào)文中最多發(fā)送的字節(jié)數(shù)（非零窗口通告）。位 0 8 16 24 31目 的 端 口檢 驗(yàn) 和選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）源 端 口序 號(hào)緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號(hào)保 留FINSYNRSTPSHACKURG填 充報(bào)頭長(zhǎng)度TCP報(bào)頭20字節(jié)固定頭部檢驗(yàn)和 占 2 字節(jié)，計(jì)算校驗(yàn)和與UDP的方法相同，同樣需要偽報(bào)頭，唯一不同的是協(xié)議字段的值是6。位 0 8 16 24 31目 的 端 口檢 驗(yàn) 和選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）源 端 口序 號(hào)緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號(hào)保 留FINSYNRSTPSHACKURG填 充報(bào)頭長(zhǎng)度TCP報(bào)頭20字節(jié)固定頭

10、部緊急指針字段 占 16 位，指出在本報(bào)文段中緊急數(shù)據(jù)共有多少個(gè)字節(jié)。 （緊急數(shù)據(jù)在本報(bào)文段數(shù)據(jù)的最前面） 位 0 8 16 24 31目 的 端 口檢 驗(yàn) 和選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）源 端 口序 號(hào)緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號(hào)保 留FINSYNRSTPSHACKURG填 充報(bào)頭長(zhǎng)度TCP報(bào)頭20字節(jié)固定頭部選項(xiàng)字段 最多40 位，是TCP為適應(yīng)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和更好的服務(wù)應(yīng)用層而進(jìn)行設(shè)計(jì)的，大多數(shù)出現(xiàn)在TCP連接建立階段。位 0 8 16 24 31目 的 端 口檢 驗(yàn) 和選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）源 端 口序 號(hào)緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號(hào)保 留FINSYNRSTPSHACKURG填

11、充報(bào)頭長(zhǎng)度選項(xiàng)字段TCP協(xié)議定義的選項(xiàng)主要包括：選項(xiàng)類型0，單字節(jié)選項(xiàng)，表示選項(xiàng)列表的結(jié)束。選項(xiàng)類型1，單字節(jié)選項(xiàng)，無操作，該選項(xiàng)可用在兩個(gè)選項(xiàng)之間，用于選項(xiàng)結(jié)構(gòu)的對(duì)齊。選項(xiàng)類型2，最大報(bào)文段長(zhǎng)度（MSS）選項(xiàng)。選項(xiàng)類型3，窗口擴(kuò)大因子選項(xiàng)。新窗口值 = 首部窗口值 * 2的（擴(kuò)大因子）次方。選項(xiàng)類型8，時(shí)間戳選項(xiàng)。除此之外，選項(xiàng)類型為4、5、6、7的用于ACK選擇和回顯。其中回顯選項(xiàng)已經(jīng)被時(shí)間戳選項(xiàng)所替代。類型11、12、13的選項(xiàng)用于TCP事物（T/TCP）。二、TCP最大段長(zhǎng)度（MSS）字段選項(xiàng)TCP報(bào)文段的最大長(zhǎng)度與窗口長(zhǎng)度的概念不同（設(shè)置窗口長(zhǎng)度的目的是為了保證TCP字節(jié)流傳輸?shù)目煽?/p>

12、性，用來通知發(fā)送方下一次可以連續(xù)傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)）。MSS是TCP報(bào)文中數(shù)據(jù)部分的最大字節(jié)數(shù)的限定值，不包括報(bào)頭長(zhǎng)度。TCP 協(xié)議對(duì)報(bào)文數(shù)據(jù)部分的最大長(zhǎng)度的規(guī)定稱為最大段長(zhǎng)度（maximum segment size, MSS）MSS值的選擇應(yīng)該考慮的因素：協(xié)議開銷TCP報(bào)文的長(zhǎng)度等于報(bào)頭部分加上數(shù)據(jù)部分，選擇MSS值太小會(huì)增大協(xié)議開銷所占的比例。IP分片如果MSS值選擇得比較大，受到IP分組長(zhǎng)度的限制，較長(zhǎng)的報(bào)文段在IP層將會(huì)被分片傳輸；分片同樣會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)層的開銷和傳輸出錯(cuò)的概率。MSS值的選擇應(yīng)該考慮的因素：發(fā)送和接收緩沖區(qū)的限制MSS值的大小直接影響到發(fā)送和接收緩沖區(qū)設(shè)置的大小與使用效率MS

13、S的默認(rèn)值默認(rèn)的MSS值為536字節(jié)，可使用SYN報(bào)文中最大段長(zhǎng)度選項(xiàng)來協(xié)商；TCP允許連接的雙方可以選擇使用不同的MSS值。習(xí)題選擇8、主機(jī)A向主機(jī)B連續(xù)發(fā)送了兩個(gè)報(bào)文段，有效載荷分別為300B與500B，第一段的序號(hào)是100。主機(jī)B正確接收后，發(fā)送給主機(jī)A的確認(rèn)序號(hào)為（ ）A.599B.699C.799D.89911、以下關(guān)于TCP報(bào)文格式的描述中錯(cuò)誤的是（ ）TCP報(bào)頭長(zhǎng)度為2060字節(jié)，其中固定部分長(zhǎng)度為20字節(jié)TCP連接建立時(shí)，每一方使用隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器產(chǎn)生一個(gè)初始序號(hào)ISN確認(rèn)號(hào)字段長(zhǎng)度為16位確認(rèn)號(hào)字段值為501，表示已正確接收了序號(hào)為500的字節(jié)DC12、以下關(guān)于TCP報(bào)文頭窗口字

14、段的描述中，錯(cuò)誤的是（ ）窗口字段值表示以字節(jié)為單位的窗口大小接收端需要設(shè)置一個(gè)窗口字段表示下一次傳輸接收端還有多大的接收容量發(fā)送端將根據(jù)接收端通知的窗口值來調(diào)整自己的發(fā)送窗口值大小報(bào)頭中確認(rèn)號(hào)的值是502、窗口字段的值是1000，表示：下一字段第一字節(jié)號(hào)應(yīng)該是502，最后一個(gè)字節(jié)號(hào)最大為1502D13、以下關(guān)于TCP最大段長(zhǎng)度MSS的描述中錯(cuò)誤的（）MSS是在構(gòu)成一個(gè)TCP報(bào)文段時(shí)最多可以放置的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)MSS值包括報(bào)頭長(zhǎng)度MSS值的大小直接影響到發(fā)送和接收緩沖區(qū)設(shè)置的大小與使用效率默認(rèn)的MSS值為536字節(jié)B計(jì)算與問答1、已知TCP頭部用十六進(jìn)制數(shù)表示為：05320017 00000001 00000055 500207FF 00000000。請(qǐng)回答以下問題：（1）源端口號(hào)是多少？（2）目的端口號(hào)是多少？（3）序號(hào)是多少？（4）確認(rèn)號(hào)是多少？（5）頭部長(zhǎng)度是多少？（6）窗口值是多少？ 0 x0532 = 13300 x0017 = 230 x00000001 = 10 x00000055 = 850 x5 = 50 x0