tcp头部数据结构tcphdr

所在文件:  include/linux/tcp.h


tcp头部数据结构

struct tcphdr {
 __be16 source;      	//16位源端口号
 __be16 dest;        	//16位目的端口号

                      	//每个tcp段都包源和目的端口号,用于寻找发送端和接受端的应用进程。
			//这两个端口号加上ip报头中的源ip和目的ip,来确定一个唯一的TCP连接。
 __be32 seq;         	//此次发送的数据在整个报文段中的起始字节数。此序号用来标识从tcp发送端向tcp接受端发送的数据字节流,
		//seq表示在这个报文段中的第一个数据字节。如果将字节流看做在两个应用程序间的单向流动,
		//则tcp用序号对每个字节进行计数。32 bit的无符号数。为了安全起见,它的初始值是一个随机生成的数,
		//它到达2的32次方-1后又从零开始。
 __be32 ack_seq;     	//是下一个期望接收的字节,确认序号应当是上次已成功接收的序号+1,只有ack标志为1时确认序号字段才有效。
			//一旦一个连接已经建立了,ack总是=1
#if defined(__LITTLE_ENDIAN_BITFIELD)  	//小端
 __u16 res1:4,  		// 保留位
  doff:4,  		//tcp头部长度,指明了在tcp头部中包含了多少个32位的字。由于options域的长度是可变的,
			//所以整个tcp头部的长度也是变化的。4bit可表示最大值15,故15*32=480bit=60字节,所以tcp首部最长60字节
			//然后,没有任选字段,正常的长度是20字节
  fin:1, 		//发端完成发送任务
  syn:1, 		//同步序号用来发起一个连接
  rst:1, 		//重建连接
  psh:1, 		//接收方应该尽快将这个报文段交给应用层
  ack:1,  		//一旦一个连接已经建立了,ack总是=1

  urg:1,  		//紧急指针有效
  ece:1, 
  cwr:1;
#elif defined(__BIG_ENDIAN_BITFIELD)
 __u16 doff:4,
  res1:4,
  cwr:1,
  ece:1,
  urg:1,
  ack:1,
  psh:1,
  rst:1,
  syn:1,
  fin:1;
#else
#error "Adjust your <asm/byteorder.h> defines"
#endif 
 __be16 window;   	//窗口大小,单位字节数,指接收端正期望接受的字节,16bit,故窗口大小最大为16bit=1111 1111 1111 1111(二进制)
			//=65535(十进制)字节
 __sum16 check;  	//校验和校验的是整个tcp报文段,包括tcp首部和tcp数据,这是一个强制性的字段,一定是由发端计算和存储,
			//并由收端进行验证。
 __be16 urg_ptr;
};




### TCP 和 UDP 协议头结构及字段解析 #### TCP 报文格式详解 TCP报文头部至少20字节,具体长度取决于选项的存在与否。以下是各个字段的具体解释: - **源端口 (Source Port)**:占用16位,表示发送方的端口号。 - **目的端口 (Destination Port)**:同样为16位,用于指定接收方的应用程序端口。 接下来是几个重要的控制字段: - **序列号 (Sequence Number)**:32位长,在建立连接之初由操作系统随机生成;之后每发送一次数据都会更新此值[^5]。 - **确认应答号 (Acknowledgment Number)**:也是一个32位数值,用来告知对方已成功接收到的数据量,并期望下一个分组携带特定编号的数据。 关于窗口大小和其他辅助信息的部分则包括但不限于以下几个方面: - **首部长度 (Data Offset)**:4位宽,表明TCP头部的实际尺寸(单位是以4字节计),最小值为5即意味着标准头部共占用了20个八位组。 - **保留 (Reserved)**:目前未被使用的空间,通常设为全零。 - **控制位 (Control Bits/Flags)**:共有六个标志位——URG、ACK、PSH、RST、SYN和FIN,分别对应不同的操作需求。 最后还有检验和(Checksum),紧急指针(Urgent Pointer)等附加项来保障通信质量与安全特性。 ```c struct tcphdr { uint16_t source; uint16_t dest; uint32_t seq; uint32_t ack_seq; #if defined(__LITTLE_ENDIAN_BITFIELD) uint16_t res1 : 4, doff : 4, fin : 1, syn : 1, rst : 1, psh : 1, ack : 1, urg : 1, ece : 1, cwr : 1; #elif defined (__BIG_ENDIAN_BITFIELD) uint16_t doff : 4, res1 : 6, res2 : 2, cwr : 1, ece : 1, urg : 1, ack : 1, psh : 1, rst : 1, syn : 1, fin : 1; #else #error "Adjust your <bits/endian.h> defines" #endif uint16_t window; uint16_t check; uint16_t urg_ptr; }; ``` #### UDP 报文格式说明 相比之下,UDP 的设计更为简洁高效,其头部仅有四个必要的组成部分: - **源端口(Source Port)**:同TCP一样占据两个字节的位置,标识消息发起者的网络服务接口位置[^4]。 - **目标端口(Destination Port)**:同样是两字节宽度,指向预期的服务进程或应用程序实例。 - **总长度(Length)**:记录整个用户数据报(含头部)所占用的空间大小,以字节数计量。 - **校验和(Checksum)**:提供了一种简单的错误检测机制,虽然不是强制性的但在实际应用中几乎总是启用。 ```c struct udphdr { uint16_t source; /* 源地址端口 */ uint16_t dest; /* 目的地端口 */ uint16_t len; /* UDP 数据报长度 */ uint16_t check; /* UDP 校验和 */ }; ``` 通过上述对比可以看出,尽管两者都是基于IP协议之上的传输层解决方案,但它们各自针对不同场景进行了优化调整,从而形成了鲜明的特点差异。
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