TCP/IP报文头部整理

    IP协议是网络层的主要协议，为上层传输层提供无连接、无状态、不可靠的服务。优点是简单高效。无状态是指各个IP报文是独立传送的，不同步传输状态的信息，所以容易发生重复和乱序的情况。不可靠是指IP协议不能保证数据报一定能被送达，可靠性主要是通过传输层的TCP协议来保证的。

    TCP协议是面向连接的协议，是工作在传输层的协议。TCP协议通过三次握手、四次挥手、流量控制、拥塞控制、超时重传、确认报文等机制来保证可靠性。

    本文来简单介绍下IP头部和TCP头部的一些重要字段。

1、IP头部

IP头部通常有20字节，加上选项的话，最多不超过60字节。IP数据最大为65535字节。下面来进行逐一分析：

4位版本：指IP协议版本号，是IPV4还是IPV6

4位首部长度：指IP头部的长度，以4字节为单位，最大值为（1111）b × 4 = 60字节

8位服务类型：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。（暂时不清楚具体通途，待补充）

16位总长度：表示整个IP数据报的长度，最大为65535，但是由于有MTU的限制，一般达不到这个数值

16位标识：数据报的标识，系统采用边发送边赋值的方式

3位标志：分别为保留区，禁止分片标志，和更多分片标志。DF位设置时表示禁止分区，如果数据报文过大，可能会发送失败。

MF位表示后面还有报文段，如果报文分片的话，除了最后一个分片，其他的报文片都置1

13位片偏移：分片相对于原始报文片开始的偏移

8位生存时间：表示报文到达目的之前，允许经过的路由跳数，没经过1跳，TTL值减一，值减到0的时候，丢弃

8位协议：用来区分上层协议（例如TCP，UDP等）

16位首部校验和：以CRC算法校验数据在传输过程中头部是否损坏

32位源IP地址：发送端的IP地址

32位目的IP地址：目的IP地址

注：

16位标识其实在标识了一个IP报文，如果一个报文被分片了，则该报文的所有分片的头部中16位标识都被填充为某个值

2、TCP头部

同IP头部类似，TCP头部通常也为20字节，带上选项部分，最大不超过60字节，下面逐一进行解释。

16位源端口号：指发送端的端口号

16位目的端口号：指目的端的端口号

4位头部长度：同IP头部，表示TCP头部的大小，以4字节为单位。

32位序列号：TCP通信过程中，通过序列号来保证传输过程中数据的有序性

32位确认号：用以对接受到的报文进行确认

保留6位

URG：表示紧急指针

ACK：表示确认号

PSH：通知对端立即从缓冲区取走数据

SYN：表示请求建立连接

FIN：标志要通知对端本端的数据发送要关闭

16位窗口大小：TCP流量控制的手段，告诉发送方本端的接收端缓冲区还能接受多少数据

16位校验和：由发送方填充，接收端用CRC校验算法，用以检查TCP报文在传输过程中是否有损坏