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以太网帧、TCP与UDP段以及IP数据报格式总结

归档日期:06-15       文本归类:帧控制字段      文章编辑:爱尚语录

  这两个地址在整个数据报的传递过程中保持不变,而不论它中间经过多少个中转路由器。

  ⼀般的⽹络通信方式:客户端主动发起请求,⽽服务器被动地等待、接收和应答请求。IP地址和端口号唯⼀标识了该主机上的TFTP进程,客户端是主动发起请求的⼀⽅,它必须知道服务器的IP地址和TFTP服务进程的端口号,所以,⼀些常见的⽹络协议有默认的服务器端口号,例如HTTP服务默认TCP协议 的端口号80,FTP服务默认TCP协议的端口号21,TFTP服务默认UDP协议的端口号69(如上例所⽰)。 在使⽤客户端程序时,必须指定服务器的主机名或IP地址,如果不明确指定端⼜号则采⽤默认端口号。

  源端口(16位):标识发送报文的计算机端口或进程。一个 TCP 报文段必须包括源端口号,使目的主机知道应该向何处发送确认报文。

  序号(也叫序列号)(32位):用于标识每个报文段,使目的主机可确认已收到指定报文段中的数据。当源主机用于多个报文段发送一个报文时,即使这些报文到达目的主机的顺序不一样。在 SYN 标志未置位时,该字段指示了用户数据区中第一个字节的序号;在 SYN 标志置位时,该字段指示的是初始发送的序列号。

  在建立连接时发送的第一个报文段中,双方都提供一个初始序列号。TCP 标准推荐使用以 4ms 间隔递增 1 的计数器值作为这个初始序列号的值。使用计数器可以防止连接关闭再重新连接时出现相同的序列号。对于那些包含数据的报文段,报文段中第一个数据字节的数量就是初始序列号,其后数据字节按顺序编号。如果源主机使用同样的连接发送另一个报文段,那么这个报文段的序列号等于前一个报文段的序列号与前一个报文段中数据字节的数量之和。 如果序列号增大至最大值将复位为 0。

  确认号(32位):目的主机返回确认号,使源主机知道某个或几个报文段已被接收。

  例如,序列号等于前一个报文段的序列号与前一个报文段中数据字节的数量之和。例如,假设源主 机发送 3 个报文段,每个报文段有 100 字节的数据,且第一个报文段的序列号是 1000,那么接收到第一个报文段后,目的主机返回含确认号1100 的报头。接收到第二个报文段(其序号为 1100 )后,目的主机返回确认号 1200。接收到第三个报文段后,目的主机返回确认号 1300 。目的主机不一定在每次接收到报文段后都返回确认号。在上面的例子中,目的主机可能等到所有 3 个报文段都收到后,再返回一个含确认号 1300 的报文段,表示已接收到全部 1200 字节的数据。但是如果目的主机再发回确认号之前等待时间过长,源主机会认为数据没有到达目的主机,并自动重发。上面的例子中,如果目的主机接收到了报文段号为 1000 的第一个报文段以及报文段号为 1200 的最后一个报文段,则可返回确认号 1100,但是再返回确认号 1300 之前,应该等待报文段号为 1100 的中间报文段。

  保留位(6位):由跟在数据偏移字段后的 6 位构成,全部为 0 。

  SYN和ACK同时为1时,它表示建立连接之后的响应,如果只是SYN为1,它表示的只是建立连接。TCP的几次握手就是通过这样的ACK表现出来的。SYN与FIN不同时为1,前者表示建立连接,而后者表示断开连接。RST一般在FIN之后才会出现为1的情况,表示连接重置。一般地,当出现FIN包或RST包时,我们便认为客户端与服务器端断开了连接;而当出现SYN和SYN+ACK包时,我们认为客户端与服务器建立了一个连接。PSH为1的情况,一般只出现在 DATA内容不为0的包中,也就是说PSH为1表示的是有真正的TCP数据包内容被传递。

  窗口(16位):此字段用来进行流量控制,这个值是本机期望一次接收的字节数,即发送数据的窗口大小。告诉对方在不等待确认的情况下,可以发来多大的数据。这里表示的最大长度是2^16 - 1 = 65535,如需要使用更大的窗口大小,需要使用选项中的窗口扩大因子选项。指发送本报文段的一方的接收窗口(而不是自己的发送窗口)。

  校验和(16位):源主机和目的主机根据 TCP 报文段以及伪报头的内容计算校验和。在伪报头中存放着来自 IP 报头以及 TCP 报文段长度信息。与 UDP 一样,伪报头并不在网络中传输,并且在校验和中包含伪报头的目的是为了防止目的主机错误地接收存在路由的错误数据报。

  伪首部, 又称为伪包头(Pseudo Header):是指在 TCP 的分段或 UDP 的数据报格式中,在数据报首部前面增加源 IP 地址、目的 IP 地址、IP 分组的协议字段、TCP 或 UDP 数据报的总长度等共12字节,所构成的扩展首部结构。此伪首部是一个临时的结构,它既不向上也不向下传递,仅仅只是为了保证可以校验套接字的正确性。

  紧急指针(16位):仅在 URG = 1 时才有意义,它指出本报文段中的紧急数据的字节数(紧急数据结束后就是普通数据),即指出了紧急数据的末尾在报文中的位置,注意:即使窗口为零时也可发送紧急数据。如果 URG 为 1 ,则紧急指针标志着紧急数据的结束。其值是紧急数据最后 1 字节的序号,表示报文段序号的偏移量。例如,如果报文段的序号是 1000,前 8 个字节都是紧急数据,那么紧急指针就是 8 。紧急指针一般用途是使用户可中止进程。

  选项、填充字段:可能包括“窗口扩大因子”、“时间戳”等选项。长度可变,最长可达 40 字节,当没有使用选项时,TCP 首部长度是 20 字节。填充用于保证任选项为 32bit 的整数倍。

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