TCP/IP数据报格式

IP数据报格式


图1.IP数据报格式

版本字段长度为4，用来表明建立数据报的IP版本，目前的IP版本是IPv4,IPv6正在发展中。IPv4的字段为0100 。

首部长度（报头长度）指的是首部占32 bit字的数目，包括任何选项。由于它是一个4比特字段，因此首部最长为60个字节。15x32/8=60字节.IP首部始终是32 bit的整数倍.IP数据报报头的最小长度为20个字（不含填充字段和IP选项字段的IP报头是最常见的IP报头，为20个字节）
服务类型TOS（Type Of Service）总长度字段是指整个I P数据报的长度，以字节为单位.由于该字段长16比特，所以I P数据报最长可达6 5 5 3 5字节(64KB).总长度字段是I P首部中必要的内容。数据长度＝总长－报头长度。
标识符长16比特。

标志位长度为3比特，用于分段控制：第0位为预留位，第1位表示可否分段。当该位的值为0时，表示数据报不可分段，值为1时，表示数据报可被分段。第2位为段是否结束位，当该位的值为0时，表示该段是原数据报的最后一段，值为1时，表示后面不有更多的分段。
　　当网络设备要发送的数据报长度比所在网络的最大传输单元（MTU，Max Transfer United）大，并且标志位的第1位设置为不能分段（0）时，网络设备会向发送方返回一个因特网控制消息协议ICMP错误消息，并丢弃该数据报。除了最后一个分段外，其余分段的第2位均设置为1。

段偏移13比特长度，用于指定分段在原始数据报中的位置,以8个字节为单位.

生存时间TTL长度为8比特，用于指定数据报允许保留在网络上的时间。

协议字段长度为8比特，用于指定数据报数据区中携带的消息是由哪种高级协议建立的。ICMP为1,TCP为6，UDP为17。 协议号分配RFC790.

报头校验和16比特，仅用于IP报头校验和。

源IP地址及目的IP地址。

选项，填充字段用于确保将选项字段填充为最少32个比特位，以保证IP报头以32位结束。

分段：分段是将一个大的IP数据报分解成几个较小的数据报段的过程。当IP模块需要通过一个具有较小MTU的网络传送较大的数据包时，就必须将其分段。

//定义ip报头数据结构
typedef struct _iphdr
{
    byte ver_len;        //版本4位,头长度4位,报头长度以32位为一个单位
    byte type;           //类型8位
    byte length[2];      //总长度,16位,指出报文的以字节为单位的总长度, 报文长度不能超过65536个字节，否则认为报文遭到破坏
    byte id[2];           //报文标示,用于多于一个报文16位
    byte flag_offset[2];  //标志,3位 数据块偏移13位
    byte time;            //生存时间,8位
    byte protocol;        //协议,8位
    byte crc_val[2];      //头校验和，16位
    byte src_addr[4];     //源地址,32位
    byte tar_addr[4];     //目标地址,32位
    byte options[4];      //选项和填充,32位
}IP_HEADER;

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TCP报文格式

传输控制协议（TCP）向上与用户应用程序进程接口，向下与网络层协议IP接口。用户应用程序采用首先调用TCP（或UDP），然后将应用程序数据递交给TCP这一方式，在IP网络上传送数据。TCP将这些数据打包分段并调用IP模块向目的主机传送每个数据段。接收方的TCP将段中的数据放入接收缓冲器，然后将段重装为应用程序数据，再将这些数据发送到目的的应用程序进程。
尽管TCP和UDP都使用相同的网络层（IP），TCP却向应用层提供与UDP完全不同的服务。
TCP提供一种面向连接的、可靠的字节流服务。


图2.TCP数据报格式

源端口号（16位），标识主机上发起传送的应用程序；目的端口（16位）标识主机上传送要到达的应用程序。源端和目的端的端口号，用于寻找发端和收端应用进程。这两个值加上I P首部中的源端I P地址和目的端I P地址唯一确定一个T C P连接。一个I P地址和一个端口号有时也称为一个插口（socket），插口对（socket pair）(包含客户I P地址、客户端口号、服务器 I P地址和服务器端口号的四元组 )可唯一确定互联网络中每个T C P连接的双方。IP+TCP端口唯一确定一个TCP连接。

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；最多可以有60字节的TCP头部。

预留：由跟在数据偏移字段后的6位构成，预留位通常为0.

●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。

//定义TCP报头
typedef struct _tcphdr
{
	byte source_port[2];     //发送端端口号,16位
	byte dest_port[2];       //接收端端口号,16位
	byte sequence_no[4];     //32位，标示消息端的数据位于全体数据块的某一字节的数字
	byte ack_no[4];          //32位，确认号,标示接收端对于发送端接收到数据块数值
	byte offset_reser_con[2];//数据偏移4位，预留6位，控制位6为
	byte window[2];          //窗口16位
	byte checksum[2];        //校验码,16位
	byte urgen_pointer[2];   //16位，紧急数据指针
	byte options[3];         //选祥和填充,32位
}TCP_HEADER;

本文转自： http://blog.pfan.cn/xman/44383.html
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1.《IP数据报格式》

http://blog.csdn.net/byxdaz/archive/2007/08/01/1720958.aspx

2.《TCP报文格式》

http://blog.csdn.net/byxdaz/archive/2007/08/01/1720966.aspx