面试题总结之TCP报头

前言

听说你熟悉TCP/IP协议，请讲下TCP的报头。

解答

TCP报文一般有20个字节。
1.16位的源端口号加上16位的目的端口号，这两个值加上IP首部中的源端IP地址和目的端IP地址，用于多路复用或多路分解来自或送至上层应用的数据。
2. 32位的序列号，其用来标识从TCP发送方向TCP接收端发送的数据字节流，它表示该报文段首字节的字节流编号。
3. 32位的确认序号标识发送确认一段所期望收到的下一个序号。序号字段和确认号字段用于TCP发送方和接收方来实现可靠数据传输服务。
4. 4比特的首部长度指示了以32比特为单位的TCP的首部长度。一般TCP首部长度为20字节，则该字段为0110。
5. 6位作为保留字段。
6. 6比特的标志字段。URG比特用来指示报文段存在着被发送方的上层实体置为“紧急”的数据。ACK比特用于指示确认字段中的值是有效的。RST, SYN, FIN用于连接的建立和拆除。PSH比特指示接受方应立即将数据交给上层。
7. 16位的接收窗口字段，该字段指示接收方愿意接受的字节数量，用于流量控制。
8. 16位校验和。
9. 16位紧急数据指针为紧急数据的最后一个字节。

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既然说到了TCP字段不妨把IP数据报也了解一下。

IP 数据报

TCP数据一般是被封装在一个IP数据报中，如下图

IP数据报的格式如下:

1. 4比特版本号。规定了数据报IP协议的版本。如IPv4和IPv6。通过查看版本号，路由器能够确定如何解释IP数据报剩余部分。
2. 4位首部长度。用于确定IP数据报中数据部分从哪里开始。
3. 8位服务类型。用于区分不同类型的数据报。
4. 16位数据报长度，为IP数据报的总长度（首部加数据）。最大长度理论为65535字节，但是通常数据报很少超过1500字节。
5. 16位比特标志，3位标志，13位片偏移。这三个字段与IP分片有关。1）标识字段唯一地标识一个IP数据包，每发送一份报文，其值会加1。2）标志位字段占3位，第一位为保留位，第二位为DF，为1表示禁止IP分片，为0代表允许分片。第三位为MF，为1代表此IP数据报不是最后一片，为0代表IP数据报是最后一片或者未分片。3）片偏移字段占13位，表示一个IP分组分片封装原IP分组数据的相对偏移量，以8字节为单位。
6. 8位TTL生存时间字段设置了数据包可以经过的最多路由数。路由器每转发一次分组，TTL减1，如果TTL=0,则路由器丢弃该分组。
7. 协议字段占8位，指示IP分组封装的是哪个协议的数据包。1表示ICMP协议，2表示IGMP协议，6代表TCP协议，17表示UDP协议。
8. 首部检验和字段占16位，实现对IP分组首部的差错检测。
9. 源IP地址和目的IP地址字段各占32位，分别标识发送分组的源主机/路由器和接受分组的目的主机/路由器的IP地址
10. 选项字段一个可变长的可选信息，携带安全，源选路径，时间戳和路由记录等内容。其中包含填充字段，用于32位对齐。