IP、TCP、UDP首部详解

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一、IP首部:

1、第一个4字节(也就是第一行):

(1)版本号(Version),4位;用于标识IP协议版本,IPv4是0100,IPv6是0110,也就是二进制的4和6。

(2)首部长度(Internet Header Length),4位;用于标识首部的长度,单位为4字节,所以首部长度最大值为:(2^4 - 1) * 4 = 60字节,但一般只推荐使用20字节的固定长度。

(3)区分服务(Type Of Service),8位;用于标识IP包的优先级,但现在并未使用。

(4)总长度(Total Length),16位;标识IP数据报的总长度,最大为:2^16 -1 = 65535字节。

2、第二个四字节:

(1)标识(Identification),16位;用于标识IP数据报,如果因为数据链路层帧数据段长度限制(也就是MTU,支持的最大传输单元),IP数据报需要进行分片发送,则每个分片的IP数据报标识都是一致的。

(2)标识(Flag),3位,但目前只有2位有意义;最低位为MF,MF=1代表后面还有分片的数据报,MF=0代表当前数据报已是最后的数据报。次低位为DF,DF=1代表不能分片,DF=0代表可以分片。

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(3)片偏移(Fragment Offset),13位;代表某个分片在原始数据中的相对位置。

3、第三个四字节:

(1)生存时间(TTL),8位;以前代表IP数据报最大的生存时间,现在标识IP数据报可以经过的路由器数。

(2)协议(Protocol),8位;代表上层传输层协议的类型,1代表ICMP,2代表IGMP,6代表TCP,17代表UDP。协议字段指出此数据报携带的数据是使用何种协议,以便使目的主机的IP层知道要将数据部分上交给哪个处理过程。

(3)首部检验和(Header Checksum),16位;只检验数据报的首部,但不包括数据部分。用于验证数据完整性,计算方法为,发送方:首先把IP数据报首部划分为许多16位字的序列,将校验和位置零,然后把所有16位字反码算术运算相加后,将得到的和的反码写入检验和字段。(分为16位字的序列,求和取反码写入检验和字段)。接受方:将首部的所有16位字再使用反码算术运算相加一次,将取得的和取反码。若首部未发生任何变化,则此结果为0,于是保留这个数据报。否则认为出差错,并将此数据报丢弃。

4、第四个四字节:源IP地址

5、第五个四字节:目的IP地址

二、TCP首部

1、第一个4字节:

(1)源端口,16位;发送数据的源进程端口

(2)目的端口,16位;接收数据的进程端口

2、第二个4字节与第三个4字节

(1)序号,32位;代表当前TCP数据段第一个字节占整个字节流的相对位置;

(2)确认号,32位;代表接收端希望接收的数据序号,为上次接收到数据报的序号+1,当ACK标志位为1时才生效。

3、第四个4字节:

(1)数据偏移,4位;实际代表TCP首部长度,最大为60字节。

(2)保留。占6位,保留为今后使用,但目前应置为0。

(3)6个标志位,每个标志位1位;

URG,为紧急序号,URG=1是紧急指针有效;

ACK,为确认序号,ACK=1时确认号才有效;

PSH,指示接收方立即将数据提交给应用层,而不是等待缓冲区满;

RST,重置连接。当RST=1时,表明TCP连接中出现严重差错(如由于主机崩溃或其他原因),必须释放连接,然后再重新建立运输连接。RST置1还用来拒绝一个非法的报文段或拒绝打开一个连接。

SYN,为同步标志,用于数据同步;

FIN,为结束序号,用于发送端提出断开连接;

(3)窗口值,16位;标识接收方可接受的数据字节数。明确指出了现在允许对方发送的数据量。例如,设确认号是701,窗口字段是1000.这就表明,从701号算起,发送此报文段的一方还有接受1000个字节数据(字节序号是701~1700)的接收缓存空间。详解可参看:http://www.cnblogs.com/woaiyy/p/3554182.html

4、第五个4字节

(1)校验和,16位;用于检验数据完整性。

(2)紧急指针。16位;只有当URG标识位为1时,紧急指针才有效。它指出本报文段中的紧急数据的字节数(紧急数据的末尾在报文段中的位置)。紧急指针的值与序号的相加值为紧急数据的最后一个字节位置。用于发送紧急数据。

(不固定长度)

选项 MSS(最大报文段长度、默认536字长)、窗口扩大、时间戳、选择确认。

填充。

三、UDP首部

UDP首部比较简单,看图即可理解。

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