TCP/IP header 详解

最新推荐文章于 2025-04-17 20:52:44 发布

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分类专栏：网络协议文章标签：网络网络协议网络通信运维

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本文详细解析了TCP/IP协议中的IP头和TCP头结构，包括版本、报头长度、服务类型、总长度、标识、标志位、生存期、协议、头部校验和、源/目标地址、选项字段等关键字段，以及TCP头中的源/目标端口号、顺序号、确认号、头部长度、标志位、窗口大小、校验和、紧急指针和选项字段等，帮助读者深入理解网络通信的基础知识。

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TCP/IP header 详解
TCP/IP协议是网络服务中的重要协议，虽然每天都在使用，但不是每个头部标识都记得清楚，因此查了一下资料，写入随笔，便于自己以后查看。

1.IP header
这是从RFC791 拉下来的IP header

在这里插入图片描述

●Version（版本）：占4比特，用来表明IP协议实现的版本号，当前一般为IPv4，即0100。

●IHL（报头长度）：占4比特，表示头部占32比特的长度是多少，比如说不包含任何选项的IP数据报，从上图可以看出到 Destination Address为止， 32x5=160比特=20字节，此字段最大值为60字节。

●Type of Service（服务类型）：占8个比特，其中前3比特为优先权子字段（Precedence，现已被忽略）。第8比特保留未用。第4至第7比特分别代表延迟、吞吐量、可靠性和花费。当它们取值为1时分别代表要求最小时延、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用。这4比特的服务类型中只能置其中1比特为1。可以全为0，若全为0则表示一般服务。服务类型字段声明了数据报被网络系统传输时可以被怎样处理。

在这里插入图片描述

●Total Length（总长度字段）：占16比特。指明整个数据报的长度（以字节为单位）。最大长度为65535字节。
●Identification（标识）：占16比特。用来唯一地标识主机发送的每一份数据报。通常每发一份报文，它的值会加1。
●Flags（标志位）：占3比特，表示这份报文是否需要分片传输。
●TTL（生存期）：占8比特，用来表示该数据报文最多可以经过的路由器数，没经过一个路由器都减1，直到为0数据包丢掉。
●Protocal(协议字段)：占8比特，用来指出IP层所封装的上层协议类型，如传输层TCP/UDP/ICMP/IGMP。
●Header checksum(头部校验和字段)：占16比特，内容是根据IP头部计算得到的校验和码。计算方法是：对头部中每个16比特进行二进制反码求和。（和ICMP、IGMP、TCP、UDP不同，IP不对头部后的数据进行校验）。
●source address&&Dest address:源地址和目的地址，各占32字节，当然这个是针对的IPV4
●Option:占32比特。用来定义一些任选项：如记录路径、时间戳等。这些选项很少被使用，同时并不是所有主机和路由器都支持这些选项。可选项字段的长度必须是32比特的整数倍，如果不足，必须填充0以达到此长度要求。
2.TCP header
TCP Header Format
在这里插入图片描述

●源、目标端口号字段：占16比特。TCP协议通过使用"端口"来标识源端和目标端的应用进程。端口号可以使用0到65535之间的任何数字。在收到服务请求时，操作系统动态地为客户端的应用程序分配端口号。在服务器端，每种服务在"众所周知的端口"（Well-Know Port）为用户提供服务。
●顺序号字段：占32比特。用来标识从TCP源端向TCP目标端发送的数据字节流，它表示在这个报文段中的第一个数据字节。
●确认号字段：占32比特。只有ACK标志为1时，确认号字段才有效。它包含目标端所期望收到源端的下一个数据字节。
●头部长度字段：占4比特。给出头部占32比特的数目。没有任何选项字段的TCP头部长度为20字节（5x32=160比特）；最多可以有60字节的TCP头部。
●标志位字段（U、A、P、R、S、F）：占6比特。各比特的含义如下：
◆URG：紧急指针（urgent pointer）有效。
◆ACK：确认序号有效。
◆PSH：接收方应该尽快将这个报文段交给应用层。
◆RST：重建连接。
◆SYN：发起一个连接。
◆FIN：释放一个连接。
●窗口大小字段：占16比特。此字段用来进行流量控制。单位为字节数，这个值是本机期望一次接收的字节数。
●TCP校验和字段：占16比特。对整个TCP报文段，即TCP头部和TCP数据进行校验和计算，并由目标端进行验证。
●紧急指针字段：占16比特。它是一个偏移量，和序号字段中的值相加表示紧急数据最后一个字节的序号。
●选项字段：占32比特。可能包括"窗口扩大因子"、"时间戳"等选项。

选项字段：目前定义在rfc793 中有三个kind。详细描述的可查看 https://www.iana.org/assignments/tcp-parameters/tcp-parameters.xhtml

Currently defined options include (kind indicated in octal):

  Kind     Length    Meaning
  ----     ------    -------
   0         -       End of option list.
   1         -       No-Operation.
   2         4       Maximum Segment Size.