TCP Header、UDP Header、IP Header

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我是靠谱客的博主高贵小天鹅，最近开发中收集的这篇文章主要介绍TCP Header、UDP Header、IP Header，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

TCP Header

16位端口号：源端口和目的端口各占16位，2的16次方等于65536，看端口的命令：netstat。
序列号：字段长32位，表示发送数据的位置，每发送一次数据，就累加一次该数据字节数的大小。序列号不会从0或1开始，而是在建立连接时生成的随机数作为其初始值，通过SYN包传给接收端。然后再将每次转发过去的字节数累加到初始值上表示数据的位置。此外，在建立连接和断开连接时发送的SYN包和FIN包虽然并不携带数据，但也作为一个字节增加对应的序列号。
字长32位表示下一次应该收到的数据的序列号。在此保证确认号之前的数据都被确认。
4字长数据偏移：该字段表示TCP传输数据包的位置从哪个TCP包开始计算。
四字节保留字段：作为有扩展使用；
字长8位的控制位：依次为CWR、ECE、URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN

CWR和ECE都用于IP首部的ECN字段，当ECE字段为1是，通知对方，拥塞窗口已缩小。

URG标志为1表示该部分为紧急事件，做进一步处理。

ACK标志位1表示确认应答的字段有效。

PSH位为1则将接收到的数据立即发送给上层协议，为0则先缓存，缓冲区满在发送给上层协议。

RST为1是表示连接异常必须强制中断。

SYN为1表示希望建立连接，进行序列号初始值设定；连接过程是一个确认应答号和序列号同步的过程。

FIN为1表示之后不会再有数据发送，发送端完成发送，希望断开连接；每个主机对对方的FIN包进行确认应答后就断开连接。

16位窗口大小;指的是从确认应答号所在报文位置开始能够接收的数据大小（8位）；如果窗口大小为0，表示可以发送窗口探测。
校验和：TCP校验和计算的作用是判断协议首部和数据是否被破坏。TCP在计算校验和的时候使用TCP伪首部。为了使其全长为16位的整数倍，需要在数据部分的最后填充0。首先将TCP校验和字段设置为0，然后以16位为单位进行1的补码和计算，再将他们的总和的1的补码和放入校验和字段。接收端在收到TCP数据段以后，从IP首部获取IP地址信息构造TCP伪首部，再进行校验和计算。由于校验和字段里保存着除本字段以外其他部分的和的补码值，因此如果计算校验和字段在内的所有数据的16位和以后，得出的结果是“16为全部为1”，说明所收到的数据是正确的。
紧急指针：字段长16位，只在URG控制位为1时有效。该字段的数值表示本报文段中紧急数据的指针。从数据部分的首位到紧急指针所指示的位置为止为紧急数据。因此，也可以说紧急指针指出了紧急数据的末尾在报文段中的位置。处理紧急数据属于应用层的问题，一般在暂时中断通信，或中断通信的情况下使用。此外，紧急指针也用作表示数据流分段的标志。

UDP长度字段：指的是UDP首部和UDP数据的字节长度。该字段的最小值为8字节（发送一份0字节的UDP数据报是OK）。这个UDP长度是有冗余的。IP数据报长度指的是数据报全长，因此UDP数据报长度是全长减去IP首部的长度。
UDP检验和：覆盖UDP首部和UDP数据。UDP检验和是一个端到端的检验和。它由发送端计算，然后由接收端验证。其目的是为了发现UDP首部和数据在发送端到接收端之间发生的任何改动。它可以保证UDP数据被正确的主机收到了。因在校验和中加入了伪头标，故ICMP除能防止单纯数据差错之外，对IP分组也具有保护作用（和TCP不同的是，对UDP来说，此字段是可选项，而TCP数据段中的校验和字段是必须有的
将UDP封装成IP数据包

UDP是一种不可靠的、无连接的数据报服务。源主机在传送数据前不需要和目标主机建立连接。数据被冠以源、目标端口号等UDP报头字段后直接发往目的主机。这时，每个数据段的可靠性依靠上层协议来保证。在传送数据较少、较小的情况下，UDP比TCP更加高效。

IPv4的头部结构长度为20字节，若含有可变长的选项部分，最多60字节
4位版本号：IP协议（IPv4）版本号位4
4位头部长度：最大共15*4个字节
8位服务类型(Type Of Service，TOS)：包含一个4位优先权字段：最小延时，最大吞吐量，最高可靠性和最小费用。
16位总长度：表示整个IP数据报的长度，最大表示65535，但由于MTU限制，一般无法到达这个值，长度超过MTU的数据报都将被分片传输，所以实际传输的IP分片数据报的长度远远没有达到最大值。

下面的三个字段实现分片：16位标识、3位标志、13位片偏移

16位标识：唯一的标识数据报，其初始值是随机的，每发送一个数据报其值就加1。同一个数据报的所有分片都具有相同的标识值
3位标志（1保留，2-DF禁止分片，3-MF更多分片）：所以这个标志是为分片存在，DF设置时禁止分片，所以如果数据报太大则发送失败（返回一个ICMP差错报文）。MF设置时，如果产生分片，除了最后一个分片，其他分片置1。
13位分片偏移：分片相对原始IP数据报开始处的偏移。

8位生存时间（TTL）：数据报到达目的地之前允许经过的路由跳数。跳一下减1，当TTL值为0时，路由器就将该数据包丢弃，并向源端发送一个ICMP差错报文。TTL可以防止数据报陷入路由循环
8位协议：用来区分上层协议（ICMP为1，TCP为6，UDP为17）。
16位头部校验和：仅以CRC算法检验数据报头部在传输过程中是否损坏。
32位源端口、IP地址、目的端口、目的地址
选项（可变长）：