TCPIP数据包解析示例
TCP连接过程及报文解析
TCP连接过程及报⽂解析可能⼤家都听过TCP建⽴连接时需要经历三次握⼿和四次挥⼿的。
那么具体的握⼿挥⼿的过程是怎么样的呢？这篇⽂章就通过WireShark抓包来了解TCP连接建⽴和断开的过程。
实验⽅法：写⼀段简单的代码代码客户端和服务端，分别部署，让客户端主动像服务器发起连接，随后断开。
让WireShark抓股这个过程中产⽣了哪些包，并对其分析。
（注：WireShark默认不⽀持LoopBack，需要将客户端和服务端分开部署，或是配置WireShark）。
⾸先，我们先来看⼀下连接建⽴和断开的过程中，产⽣了哪⼏个包。
从上图我们可以看到，正好是七个包，符合我们三次握⼿四次挥⼿的过程。
分析其过程，WireShark已经为我们解析了每个TCP包的标志位（之后会详细解释，主要⽤来区分每个包的⽤途）。
TCP建⽴连接：1）.客户端向服务器发起建⽴连接请求（SYN）2）.服务端收到后，像客户端回复⼀个建⽴连接请求的响应（SYN，ACK）3）.客户端收到后，继续向服务端发送⼀个响应（ACK）三次握⼿完成，正式建⽴连接。
TCP断开连接1）.断开发起⽅向另⼀⽅发送断开连接请求（FIN，ACK）2）.另⼀⽅收到后，回复⼀个响应（ACK）3）.再由另⼀⽅主动发送⼀个断开连接请求（FIN，ACK）4）.断开发起⽅收到后，回复⼀个响应（ACK）四次挥⼿完成，断开SOCKET连接。
我们通过图⽚来加深⼀下印象：了解完过程，再让我们通过分析第⼀个包的内容，初步了解下TCP报⽂结构：我们可以看到整个消息帧是66个字节：1）.该帧是⼀个以太⽹消息帧：分为⾸部和数据两个部分。
⾸部前六个字节（30 9c 23 bc 9d 80）表⽰⽬的地MAC地址后六个字节（30 9c 23 1c 0f 74）表⽰源MAC地址我们可以看到当数据在链路层中传输的时候，是由MAC地址标识定位的。
之后两个字节（08 00）表⽰上层协议类型（这⾥的0x 08 00表⽰的就是IP协议）剩余的52（66 - 6 - 6 - 2）个字节为数据部分，来承载上层协议（本例中为IP协议）的消息。
实验四 使用Sniffer工具进行TCPIP、ICMP数据包分析
实验4 使用Sniffer工具进行TCP/IP、ICMP数据包分析1、实验目的通过实验掌握Sniffer工具的安装及使用，1)实现捕捉ICMP、TCP等协议的数据报；2)理解TCP/IP协议中TCP、IP、ICMP数据包的结构，会话连接建立和终止的过程，TCP序列号、应答序号的变化规律，了解网络中各种协议的运行状况；3)并通过本次实验建立安全意识，防止明文密码传输造成的泄密。
2、实验环境两台安装Windows2000/XP的PC机，其中一台上安装有Sniffer软件，两台PC是通过HUB或交换机处于联网状态。
3、实验任务1)了解Sniffer安装和基本使用方法，监测网络中的传输状态；2)定义过滤规则，进行广义的数据捕获，分析数据包结构；3)定义指定的捕获规则，触发并进行特定数据的捕获：●ping ip-address●ping –l 1000 ip-address●ping –l 2000 ip-address●ping –l 2000 –f ip-address●（在IE地址栏中，输入）4、实验步骤Sniffer主窗口详细信息警告日志Expert捕获的数据信息Ip文件头信息Hex窗口主机列表Ip标签选择协议选择过滤器5、实验总结：通过Sniffer Pro监控网络程序以进行网络和协议分析，需要先使Sniffer Pro捕获网络中的数据。
在工具栏上单击“Start”按钮，或者选择“Capture”菜单中的“Start”选项，显示如图9所示“Expert”对话框，此时，Sniffer便开始捕获局域网与外部网络所传输的所有数据。
要想查看当前捕获的数据，可单击该对话框左侧“Layer”标签右侧的黑色三角箭头，即可在右侧窗口中显示所捕获数据的详细信息。
此时，在对话框下方还有一条横线，将鼠标移动到该横线上，当指针变成上下箭头时，向上拖动该横线，就可以看到所选择数据包的详细信息了。
“Decode”窗口中间的窗口部分显示所选择的协议的详细资料，如图12所示。
TCPIP协议栈与数据包封装
TCP/IP 协议栈与数据包封装已有 126 次阅读 2022-6-6 23:19 |个人分类:网络|关键词:TCP 协议数据封装TCP/IP 网络协议栈分为应用层(Application)、传输层(Transport)、网络层(Network)和链路层(Link)四层。
如下图所示(该图出自[TCPIP])。
两台计算机通过 TCP/IP 协议通讯的过程如下所示(该图出自[TCPIP])。
传输层及其以下的机制由内核提供，应用层由用户进程提供 (后面将介绍如何使用 socket API 编写应用程序)，应用程序对通讯数据的含义进行解释，而传输层及其以下处理通讯的细节，将数据从一台计算机通过一定的路径发送到另一台计算机。
应用层数据通过协议栈发到网络上时，每层协议都要加之一个数据首部 (header)，称为封装(Encapsulation)，如下图所示(该图出自 [TCPIP])。
不同的协议层对数据包有不同的称谓，在传输层叫做段(segment)，在网络层叫做数据报(datagram)，在链路层叫做帧(frame)。
数据封装成帧后发到传输介质上，到达目的主机后每层协议再剥掉相应的首部，最后将应用层数据交给应用程序处理。
上图对应两台计算机在同一网段中的情况，如果两台计算机在不同的网段中，那么数据从一台计算机到另一台计算机传输过程中要经过一个或者多个路由器，如下图所示(该图出自 [TCPIP])。
其实在链路层之下还有物理层，指的是电信号的传递方式，比如现在以太网通用的网线(双绞线)、早期以太网采用的的同轴电缆(现在主要用于有线电视)、光纤等都属于物理层的概念。
物理层的能力决定了最大传输速率、传输距离、抗干扰性等。
集线器(Hub)是工作在物理层的网络设备，用于双绞线的连接和信号中继(将已衰减的信号再次放大使之传得更远)。
链路层有以太网、令牌环网等标准，链路层负责网卡设备的驱动、帧同步 (就是说从网线上检测到什么信号算作新帧的开始) 、冲突检测 (如果检测到冲突就自动重发) 、数据差错校验等工作。
TCP_IP报文解析
IP报文格式
• IP协议是TCP/IP协议族中最为核心 的协议。它提供不可靠、无连接的服 务，也即依赖其他层的协议进行差错 控制。在局域网环境，IP协议往往被 封装在以太网帧传送。而所有的TCP、 UDP、ICMP、IGMP数据都被封装在I P数据报中传送。如图所示：
01 2 3
接收 确认报文 （ACK=Y+1）
— TCP连接的拆除与建立过程略有不同，在于主机B接收到FIN报文后需通知 上层应用程序，上层应用程序要花费一定时间才能给出响应（如等待人的 响应），所以必须先发送确认报文以防对方等待超时后重发FIN报文
UDP数据段格式
• 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。 如图2-6所示，是UDP头部结构（RFC 793、1323）：
在TCP协议中，有些端口号已经保留给特定的应用程序来使用（大多 为256号之前），这类端口号，我们称为公共端口，其它的号码，我们称 为用户端口。因特网标准工作组规定，数值在1024以上的端口号可以由 用户自由使用。
• 如图所示，是常见的一些协议和它们对应的服务端口号。
需要注意的是，不同的应用层协议可能基于不同的传输层协议，如FTP、
顺序号字段： 占32比特。用来标识从TCP源端向TCP目标端发送的数据字节流，它表示在这个报文段中的第
一个数据字节。
确认号字段： 占32比特。只有ACK标志为1时，确认号字段才有效。它包含目标端所期望收到源端的下一个
数据字节。
头部长度字段： 占4比特。给出头部占32比特的数目。没有任何选项字段的TCP头部长度为20字节；最多可以
wireshark抓包分析——TCPIP协议
wireshark抓包分析——TCPIP协议本⽂来⾃当我们需要跟踪⽹络有关的信息时，经常会说“抓包”。
这⾥抓包究竟是什么？抓到的包⼜能分析出什么？在本⽂中以TCP/IP协议为例，简单介绍TCP/IP协议以及如何通过wireshark抓包分析。
Wireshark 是最著名的⽹络通讯抓包分析⼯具。
功能⼗分强⼤，可以截取各种⽹络封包，显⽰⽹络封包的详细信息。
Wireshark下载安装，略。
注意，若在Windows系统安装Wireshark，安装成功后可能会出现Wireshark的两个图标，⼀个是Wireshark(中⽂版）；另外⼀个是Wireshark Legacy （英⽂版）。
下⾯的内容会以Wireshark Legacy为例介绍。
打开Wireshark，开始界⾯如下：Wireshark捕获的是⽹卡的⽹络包，当机器上有多块⽹卡的时候，需要先选择⽹卡。
开始界⾯中的Interface List，即⽹卡列表，选择我们需要的监控的⽹卡。
点击Capture Options，选择正确的⽹卡，然后点击"Start"按钮, 开始抓包。
我们打开浏览器输⼊任意http⽹址，连接再关闭，⽐如：。
然后，我们回到Wireshark界⾯，点击左上⾓的停⽌按键。
查看此时Wireshark的抓包信息。
在看抓包信息之前，先简单介绍下Wireshark界⾯的含义。
其中，封包列表的⾯板中显⽰编号、时间戳、源地址、⽬标地址、协议、长度，以及封包信息。
封包详细信息是⽤来查看协议中的每⼀个字段。
各⾏信息分别对应TCP/IP协议的不同层级。
以下图为例，分别表⽰：传输层、⽹络层、数据链路层、物理层，⼀共四层。
如果有应⽤层数据会显⽰第五层，即⼀共会出现五层。
每⼀层都有⼀个字段指向上⼀层，表明上⼀层是什么协议。
这⼤概是因为发包的时候会在数据上依次加上应⽤层、传输层、⽹络层、链路层的头部，但是对⽅收到数据包后是从最底层（链路层）开始层层剥去头部解包的，所以在每层上有⼀个字段指向上层，表明上层的协议，对⽅就知道下⼀步该怎么解包了。
Tcpip报文解析
Tcpip报⽂解析在编写⽹络程序时，常使⽤TCP协议。
那么⼀个tcp包到底由哪些东西构成的呢？其实⼀个TCP包，⾸先需要通过IP协议承载，⽽IP报⽂，⼜需要通过以太⽹传送。
下⾯我们来看看⼏种协议头的构成⼀ .Ethernet头以太帧分好⼏种类型，常见的以太帧为Ethernet II下⾯就是⼀个典型的Ethernet II帧Ethernet II类型以太⽹帧的最⼩长度为64字节（6＋6＋2＋46＋4），最⼤长度为1518字节（6＋6＋2＋1500＋4）⾸先是⽬的MAC 6个字节，然后源MAC6个字节，接下来数据类型两个字节。
常见的类型如下IPv4: 0x0800ARP:0x0806PPPoE:0x8864802.1Q tag: 0x8100IPV6: 0x86DDMPLS Label:0x8847然后是数据长度，46-1500字节。
对于不定长的数据包，帧最后还有4个字节的FCS(Frame check sequence)下⾯是⼀个以太帧头⽰例，该报⽂类型为IPv4(0x8000)⼆ IP头部对于⼀个IPv4类型的以太帧，数据的开始就是IP头部。
⼀般IPv4的头部是20个字节。
版本号（Version）：4bit。
表明IP协议的版本号。
⼀般为0100（IPv4），0110（IPv6）IP包头长度（Header Length）：4bit。
⽤于描述IP包头长度，因为IP包头长度是可变的。
这⾥所指⽰的长度，是以4个字节为⼀个单位。
例如，⼀个IP包头的长度最长为“1111”，即15*4＝60个字节。
IP包头最⼩长度为20字节。
服务类型（Type of Service）：长度8⽐特。
IP包总长（Total Length）：16bit。
以字节为单位计算的IP包的长度 (包括头部和数据)，所以IP包最⼤长度65535字节。
标识符（Identifier）:16bit。
该字段和Flags和Fragment Offest字段联合使⽤，对较⼤的上层数据包进⾏分段（fragment）操作。
TCPIP头部详解
TCPIP头部详解在⽹上找了很多有关tcp/ip头部解析的资料，都是类似于下⾯的结构抽象出图⽂是这种结构，但是在底层中数据到底是怎么传输的呢？没有答案，在深⼊学习之后，总结出数据传输的⽅式IP数据包头部格式：上⾯是在数据到达传输层对数据进⾏IP头部封装的数据TCP协议TCP协议是传输协议，为应⽤层提供数据服务，和UDP不同，TCP提供可靠的⾯向连接服务，关于TCP头部数据格式的说明跟IP头部差不多，基本长度为20个字节，基本介绍到此为⽌，详解在⽹上多如⽜⽑，下⾯⽤两台pc建⽴连接为例说明：主机1：IP地址为192.168.1.1主机2: IP地址为216.3.226.21下⾯是TCP/IP传输的数据，下⾯这些为⼗六进制TCP/IP协议的数据，不是完整的⽹络通信数据第⼀次：向web站点发送连接请求192.168.1.246 -> 123.56.106.180IP头部：45 00 00 30 52 52 40 00 80 06 2c 23 c0 a8 01 01 d8 03 e2 15转化成⼆进制：10001001110111111111110111111111111001011111111010100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 TCP头部：0d 28 00 15 50 5f a9 06 00 00 00 00 70 02 40 00 c0 29 00 00转化成⼆进制：11001111001001111110111111111111000101001111010100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000来看看IP头部的数据都表⽰什么：第⼀个字节 45：其中'4'代表IP的版本协议，说明是IPV4，'5'标识IP头部长度，是⼀个4bit的字段，最⼤值就是1111了，IP头部最⼤长度为60字节，最⼤值12，⽽这⾥的'5'，说明有20个字节的长度，这是标准的IP头部长度。
TCPIP各种数据包结构体
TCPIP各种数据包结构体下⾯这些TCP/IP数据包是我在进⾏Socket及Wipcap⽹络编程过程中曾经⽤到过的数据包结构体, 这些东西平时看起来不起眼,真正⽤到的时候就会觉得⾮常有⽤......以太帧头格式结构体，共14个字节： typedef struct ether_header { unsigned char ether_dhost[6]; //⽬的MAC地址 unsigned char ether_shost[6]; //源MAC地址 unsigned short ether_type; //协议类型 }ETHHEADER,*PETHHEADER;IPv4报头格式结构体，共20个字节：typedef struct ipv4_header {unsigned char ver_ihl; //版本 (4 bits) + ⾸部长度 (4 bits)unsigned char tos; //服务类型unsigned short tlen; //数据报总长度unsigned short identification; //标识unsigned short flags_fo; //标志 (3 bits) + ⽚偏移 (13 bits)unsigned char ttl; //⽣存时间unsigned char proto; //协议unsigned short crc; //⾸部校验和u_char ip_src[4]; //源IP地址u_char ip_dst[4]; //⽬的IP地址}IPHEADER,*PIPHEADER;IPv6报头格式结构体，共40个字节：typedef struct ipv6_header {u_char ver_tf; //版本号（4 bit）u_char traffic; //优先级（8 bit）u_short label; //流标识（20 bit）u_char length[2]; //报⽂长度（16 bit）u_char next_header; //下⼀头部（8 bit）u_char limits; //跳数限制（8 bit）u_char Srcv6[16]; //源IPv6地址（128 bit）u_char Destv6[16]; //⽬的IPv6地址（128 bit）}IPv6_HEADER,*PIPv6_HEADER;TCP报头格式结构体，共20个字节：typedef struct tcp_header {WORD SourPort; //源端⼝号 WORD DestPort; //⽬的端⼝号DWORD SeqNo; //序号DWORD AckNo; //确认序号BYTE HLen; //⾸部长度（保留位）BYTE Flag; //标识（保留位）WORD Window; //窗⼝⼤⼩WORD ChkSum; //校验和WORD UrgPtr; //紧急指针}TCPHEADER,*PTCPHEADER;UDP报头格式结构体，共8个字节：typedef struct udp_header {u_short sport; //源端⼝号u_short dport; //⽬的端⼝号u_short len; //数据报长度u_short crc; //校验和}UDPHEADER,*PUDPHEADER;。
TCPIP几种协议数据报格式简介
TCP 是面向连接的可靠数据传输协议，因此比较复杂，在此仅作简单介绍。“序号”指数据在发送端数据流中 的位置。“确认号”指出本机希望下一个接收的字节的序号。与 IP 校验不同的是 TCP，UDP 校验采用伪头标加整个 报文一同校验的方法。TCP 协议工作原理另行介绍。
TCP 数据报中依次包括以下信息：
协议采用分层结构，因此，数据报文也采用分层封装的方法。下面以应用最广泛的以太网为例说明其数据报 文分层封装，如下图所示：
任何通讯协议都有独特的报文格式，TCP/IP 协议也不例外。对于通讯协议编程，我们首先要清楚其报文格式。 由于 TCP/IP 协议采用分层模型，各层都有专用的报头，以下就简单介绍以太网下 TCP/IP 各层报文格式。
1、 16 位源端口 Source Port。该部分占 16 个 BIT。通过此值，可以看出发起连接的计算机源端口号。
2、 16 位目的端口 Destination Port。该部分占 16 个 BIT。通过此值，可以看出要登录的目的端口号。
3、 32 位序列号 Initial Sequence Number。表示初始连接的请求号，即 SEQ 值。该部分占 32 个 BIT。
4、 32 位确认号 Next Expected SEQ Numbe。对方返回的 ACK 值。该部分占 32 个 BIT。
5、 4 位数据偏移 Data Offset。表示数据偏移的大小。该部分占 4 个 BIT。
6、 6 位保留位 Reserved Bites：保留位，此处不用。该部分占 6 个 BIT。
的 16 次方减 1，即：65535 个字节。因此，在以太网中能够传输的最大 IP 数据包为 65535 个字节。
5、 16 位标识号 Identification。该部分占 16 个 BIT，以十进制数表示。
TCPIP协议分析_实验3_分析IPv4和IPv6数据包
《TCP/IP协议分析》实验报告实验序号：3 实验项目名称：分析IPv4和IPv6 数据包20网工学号姓名专业、班实验地点指导教师实验时间2022-9-14 一、实验目的及要求，步骤和结果动手项目3-1:使用Wireshark软件查看IPv4数据包首部所需时间: 20 分钟。
项目目标:学习使用Wireshark软件查看IPv4数据包的首部。
过程描述:本项目介绍如何捕获网络上的一个数据包，选择一个特定的数据包，查看该数据包的IPv4首部。
你可以捕获自己的数据进行分析，或启动Wireshark 软件，打开从本书配套网站上下载的文件IPv4Fields.pcap,直接跳到第(8)步。
(1)启动Wireshark软件(单击“开始”，指向“所有程序”，然后单击Wireshark。
也可以单击“开始”，在“运行”对话框中输入"Wireshark", 然后单击“确定”按钮)。
(2)单击Capture菜单，然后单击Interfaces 菜单项，出现Capture Interfaces 窗口。
(3)可能会显示有多个网卡，选定一个在Packets栏显示了实时数据包的网卡，然后单击Start 按钮，出现Capturing窗口。
(4)打开一个命令提示符窗口(单击“开始”按钮，在“运行”对话框中输入cmd,然后单击“确定”按钮)。
(5) ping 本地网络中的计算机IPv4地址。
(6)在命令提示符窗口中输入exit命令并按Enter键，关闭命令提示符窗口。
(7)在Wireshark软件中，单击菜单栏上的Capture,然后单击Stop (或者单击工具栏上的Stop 图标)。
(8)在数据包列表面板(上部面板)中选择一个TCP数据包(9)在数据包详细内容面板(中部面板)，展开Internet Protocol Version4, 如图所示。
(10)查看Version和Header lenght字段的值。
(11)展开Differentiated Services Field, 查看Total Length和ldentification字段的值，然后再收起它。
TCPIP协议详解
TCPIP协议详解TCP/IP三次握⼿TCP建⽴连接为什么是三次握⼿，⽽不是两次或四次？TCP，名为传输控制协议，是⼀种可靠的传输层协议，IP协议号为6。
顺便说⼀句，原则上任何数据传输都⽆法确保绝对可靠，三次握⼿只是确保可靠的基本需要。
举个⽇常例⼦，打电话时我们对话如下：对应为客户端与服务器之间的通信：具体过程，⽤两个⼈的对话形式来演⽰：我：1+1等于⼏？她：2,2+2等于⼏？我：4⾸先两个⼈约定协议1.感觉⽹络情况不对的时候，任何⼀⽅都可以发起询问2.任何情况下，若发起询问后5秒还没收到回复，则认为⽹络不通3.⽹络不通的情况下等1min，路由器之后再发起询问对于我⽽⾔，发起 “1+1等于⼏”的询问后1. 若5s内没有收到回复，则认为⽹络不通2. 若收到回复，则我确认①我能听到她的消息②她能听到我的消息，然后回复她的问题的答案对于她⽽⾔，当感觉⽹络情况不对的时候1. 若没有收到我的询问，则她发起询问2. 若收到“1+1等于⼏”，则她确认①她可以听到我的消息，然后回复我的问题的答案和她的问题“2，2+2等于⼏”3. 若5s内没有收到我的回复“4”，则她确认②我听不见她的消息4. 若5s内收到了我的回复“4”，则她确认②我可以听见她的消息这样，如果上⾯的对话得以完成，就证明双⽅都可以确认⾃⼰可以听到对⽅的声⾳，对⽅也可以听到⾃⼰的声⾳TCP/IP断开连接的四次挥⼿先由客户端向服务器端发送⼀个FIN，请求关闭数据传输。
当服务器接收到客户端的FIN时，向客户端发送⼀个ACK，其中ack的值等于FIN+SEQ然后服务器向客户端发送⼀个FIN，告诉客户端应⽤程序关闭。
当客户端收到服务器端的FIN是，回复⼀个ACK给服务器端。
其中ack的值等于FIN+SEQ为什么断开tcp/ip连接，需要四次挥⼿;确保数据能够完整传输。
当被动⽅收到主动⽅的FIN报⽂通知时，它仅仅表⽰主动⽅没有数据再发送给被动⽅了。
但未必被动⽅所有的数据都完整的发送给了主动⽅，所以被动⽅不会马上关闭SOCKET,它可能还需要发送⼀些数据给主动⽅后，再发送FIN报⽂给主动⽅，告诉主动⽅同意关闭连接，所以这⾥的ACK报⽂和FIN报⽂多数情况下都是分开发送的。
TCPIP数据包结构详解
TCPIP数据包结构详解TCP/IP是一种广泛使用的网络协议，用于在Internet上进行数据通信。
TCP/IP数据包结构是指TCP/IP协议对数据包的组织和封装方式。
下面将详细介绍TCP/IP数据包结构。
TCP/IP数据包由多个部分组成，其中包括IP头部、TCP/UDP头部、数据（Payload）以及选项部分。
下面将逐一介绍每个部分的功能和结构。
1. IP头部（IP Header）：IP头部是TCP/IP数据包的第一个部分，用于指定源IP地址和目标IP地址。
IP头部还包含其他一些字段，如版本号、服务类型、包长、标识符、标志位等。
-版本号：指定IP协议的版本，如IPv4或IPv6-服务类型：指定数据包的优先级。
-包长：指定整个IP数据包的长度。
-标识符：用于唯一标识一个数据包。
-标志位：用于控制数据包的分片和重组。
2. TCP/UDP头部（TCP/UDP Header）：TCP/UDP头部紧随IP头部，用于指定源端口和目标端口。
TCP头部和UDP头部具有相似的结构。
-源端口：指定发送数据的应用程序端口。
-目标端口：指定接收数据的应用程序端口。
-序列号和确认号：用于实现TCP协议的可靠传输机制。
- 标识TCP选项：例如最大分段大小（Maximum Segment Size）等。
3. 数据（Payload）：数据部分是TCP/IP数据包中的主要内容，包含应用层的数据信息。
例如，HTTP协议中的请求或响应报文就是通过数据部分传输的。
4. 选项部分（Options）：选项部分是可选的，用于存储一些与特定协议相关的额外信息。
例如，TCP协议中的选项可以用于实现窗口缩放和选择确认等功能。
总结起来，TCP/IP数据包结构包括IP头部、TCP/UDP头部、数据和选项部分。
这些部分的结构和字段的具体定义可以根据具体的协议版本和实现来确定。
在实际的网络通信中，数据包会通过路由器和交换机等设备进行传输。
路由器根据IP头部中的目标IP地址进行路由选择，将数据包转发到正确的下一个网络节点。
TCPIP协议分析_实验4_分析ARP缓冲区、IPv4和IPv6的路由表和路由协议
《TCP/IP协议分析》实验报告实验序号：4 实验项目名称：分析ARP缓冲区、IPv4和IPv6的路由表和路由协议20网工学号姓名专业、班实验地点指导教师实验时间2022-09-28 一、实验目的、步骤和结果动手项目4-1：管理本地ARP缓冲区项目目标:学习如何管理本地ARP的内容。
(1)单击Start(开始)按钮，单击Run（运行），在Open（打开）文本框中输入cmd，单击OK（确定)按钮。
屏幕上显示一个命令提示符窗口。
(2)在命令提示符下，输入arp -a命令，按Enter 键，浏览本地ARP缓冲区的内容。
记录出现在ARP缓冲区中的任何项。
(3)输入arp -d命令，按Enter键,删除本地ARP缓冲区的内容。
(4)输入arp -a命令，按Enter键，再次浏览ARP缓冲区。
记录出现在你的ARP缓冲区中的新项。
此时缓冲区应该为空。
(5)输入ping ip_address命令，其中ip_address 本地网络中的一台IP主机，然后按Enter键。
(6)在ping命令运行结束后，输入arp -a命令并按Enter 键，再次查看ARP缓冲区的内容,记录出现的新项。
此时的ARP缓冲区应只有ping之后的项了，如图所示。
动手项目4-2：读取本地IPv4路由表项目描述:学习如何查看本地计算机IPv4网卡路由表。
(1)单击Start（开始）按钮，单击Run（运行）按钮，在Open（打开）文本框中输入cmd，单击OK（确定)按钮。
屏幕上显示一个命令提示符窗口。
(2)在命令提示符下，输入netsh命令，并按Enter键。
(3)在netsh提示符后面，输入interface ipv4命令,然后按Enter 键。
(4)在命令提示符下，输入show route 命令，并按Enter键，查看本地IPv4路由表，如图所示。
(5)输入exit命令并按Enter 键，然后再输入exit命令并按Enter键，关闭命令提示符窗口。
TCPIP网络五层结构理解以及数据传输流程的理解图示
TCPIP⽹络五层结构理解以及数据传输流程的理解图⽰>>>对于五层⽹络结构理解1 第五层——应⽤层(application layer)应⽤层(application layer)：是体系结构中的最⾼。
直接为⽤户的应⽤进程（例如电⼦邮件、⽂件传输和终端仿真）提供服务。
在因特⽹中的应⽤层协议很多，如⽀持万维⽹应⽤的HTTP协议，⽀持电⼦邮件的SMTP协议，⽀持⽂件传送的FTP协议，DNS，POP3，SNMP，Telnet等等。
2. 第四层——运输层(transport layer)运输层(transport layer)：负责向两个主机中进程之间的通信提供服务。
由于⼀个主机可同时运⾏多个进程，因此运输层有复⽤和分⽤的功能复⽤，就是多个应⽤层进程可同时使⽤下⾯运输层的服务。
分⽤，就是把收到的信息分别交付给上⾯应⽤层中相应的进程。
运输层主要使⽤以下两种协议：(1) 传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)：⾯向连接的，数据传输的单位是报⽂段，能够提供可靠的交付。
(2) ⽤户数据包协议UDP(User Datagram Protocol)：⽆连接的，数据传输的单位是⽤户数据报，不保证提供可靠的交付，只能提供“尽最⼤努⼒交付”。
3. 第三层——⽹络层(network layer)⽹络层(network layer)主要包括以下两个任务：(1) 负责为分组交换⽹上的不同主机提供通信服务。
在发送数据时，⽹络层把运输层产⽣的报⽂段或⽤户数据报封装成分组或包进⾏传送。
在TCP/IP体系中，由于⽹络层使⽤IP协议，因此分组也叫做IP数据报，或简称为数据报。
(2) 选中合适的路由，使源主机运输层所传下来的分组，能够通过⽹络中的路由器找到⽬的主机。
协议：IP,ICMP,IGMP,ARP,RARP4. 第⼆层——数据链路层(data link layer)数据链路层(data link layer)：常简称为链路层，我们知道，两个主机之间的数据传输，总是在⼀段⼀段的链路上传送的，也就是说，在两个相邻结点之间传送数据是直接传送的(点对点)，这时就需要使⽤专门的链路层的协议。
TCPIP详解
TCPIP详解TCP/IP不是⼀个协议，⽽是⼀个协议族的统称。
⾥⾯包括了IP协议，IMCP协议，TCP协议，以及我们更加熟悉的http、ftp、pop3协议等等。
TCP/IP协议分层提到协议分层，我们很容易联想到ISO-OSI的七层协议经典架构，但是TCP/IP协议族的结构则稍有不同。
如图所⽰TCP/IP协议族按照层次由上到下，层层包装。
最上⾯的就是应⽤层了，这⾥⾯有http，ftp,等等我们熟悉的协议。
第⼆层则是传输层，著名的TCP和UDP(User Datagram Protocol)协议就在这个层次。
第三层是⽹络层，IP协议就在这⾥，它负责对数据加上IP地址和其他的数据以确定传输的⽬标。
第四层是叫数据链路层，这个层次为待传送的数据加⼊⼀个以太⽹协议头，并进⾏CRC编码，为最后的数据传输做准备。
再往下则是硬件层次了，负责⽹络的传输，这个层次的定义包括⽹线的制式，⽹卡的定义等等发送协议的主机从上⾃下将数据按照协议封装，⽽接收数据的主机则按照协议从得到的数据包解开，最后拿到需要的数据。
这种结构⾮常有栈的味道，所以某些⽂章也把tcp/ip协议族称为tcp/ip协议栈。
⼀些基本的常识互联⽹地址(ip地址)：⽹络上每⼀个节点都必须有⼀个独⽴的Internet地址（也叫做IP地址）。
现在，通常使⽤的IP地址是⼀个32bit的数字，也就是我们常说的IPv4标准，这32bit的数字分成四组，也就是常见的255.255.255.255的样式。
IPv4标准上，地址被分为五类，我们常⽤的是B类地址。
具体的分类请参考其他⽂档。
需要注意的是IP地址是⽹络号+主机号的组合，这⾮常重要。
域名系统：域名系统是⼀个分布的数据库，它提供将主机名（就是⽹址啦）转换成IP地址的服务。
RFC：RFC是什么？RFC就是tcp/ip协议的标准⽂档，它⼀共有4000多个协议的定义，当然，我们所要学习的，也就是那么⼗⼏个协议⽽已。
端⼝号(port)：这个端⼝号是⽤在TCP，UDP上的⼀个逻辑号码，并不是⼀个硬件端⼝，我们平时说把某某端⼝封掉了，也只是在IP层次把带有这个号码的IP包给过滤掉了⽽已。
TCPIP协议分析实验
TCPIP协议分析实验一、实验目的本实验旨在通过对TCP/IP协议的分析，加深对网络协议的理解，掌握抓包工具的使用以及网络通信的过程。
二、实验器材1.计算机一台2.网络抓包工具三、实验内容1.实验前准备首先需要在计算机上安装网络抓包工具，如Wireshark等。
2.抓包过程使用抓包工具在计算机上开启抓包功能，并进行网络通信。
例如使用浏览器访问一个网页、发送电子邮件等。
3.抓包数据分析将抓包工具捕获的数据进行分析。
根据每个包的协议类型、源地址、目的地址、数据内容等信息，逐一分析TCP/IP协议的流程和通信过程。
四、实验结果与分析通过抓包工具捕获的数据，我们可以得到以下实验结果和分析：1.协议类型分析根据抓包得到的数据，可以看到TCP、IP等协议的使用情况。
TCP协议是一种可靠的传输协议，用于确保数据能够准确无误地传输。
IP协议则是一种网络层协议，用于将数据包从一个主机传输到另一个主机。
2.源地址与目的地址分析通过抓包数据中的源地址和目的地址，可以了解数据包的发送方和接收方。
源地址是发起通信的主机，目的地址是接收通信的主机。
通过分析源地址和目的地址，可以确定通信的源和目的地，进而了解通信的主要参与者。
3.数据包的信息分析根据抓包数据中的数据内容，我们可以了解通信中所传输的具体信息。
例如，对于网页访问，可以从抓包数据中看到HTTP协议的使用，以及网页的具体内容。
对于电子邮件，可以从抓包数据中看到SMTP协议的使用，以及邮件的具体内容。
五、实验总结通过以上分析，我们可以了解到TCP/IP协议在网络通信中的重要性和应用情况。
TCP/IP协议是一种常用的网络协议，广泛应用于互联网、局域网等各类网络中。
通过对抓包数据的分析，我们可以进一步了解网络通信过程中各个环节的工作原理和特点，提高网络故障排除和优化的能力。
此外，实验过程中还需注意保护个人隐私和数据安全，避免在未经授权的情况下对他人进行抓包和分析。
六、参考资料1.《计算机网络》（第七版）-谢希仁。
TCPIP详解--发送ACK和RST的场景
TCPIP详解--发送ACK和RST的场景在有以下⼏种情景，TCP会把ack包发出去：1.收到1个包，启动200ms定时器，等到200ms的定时器到点了（第⼆个包没来），于是对这个包的确认ack被发送。
这叫做“延迟发送”；2.收到1个包，启动200ms定时器，200ms定时器还没到，第⼆个数据包⼜来了（两个数据包⼀个ack）；3.收到1个包，启动200ms定时器，还没超时，正好要给对⽅发点内容。
于是对这个包的确认ack就跟着捎过去。
这叫做“捎带发送”；4.每当TCP接收到⼀个超出期望序号的失序数据时，它总是发送⼀个确认序号为其期望序号的ACK；5.窗⼝更新或者也叫做打开窗⼝（接收端窗⼝达到最⼤的时候，接收缓存中的数据全部推向进程导致接收缓存为空），通知发送端可以继续发送；6.正常情况下对对⽅保活探针的响应，详见TCP keepalive有以下情况会发送RST包1.connect⼀个不存在的端⼝；2.向⼀个已经关掉的连接send数据；3.向⼀个已经崩溃的对端发送数据（连接之前已经被建⽴）；4.close(sockfd)时，直接丢弃接收缓冲区未读取的数据，并给对⽅发⼀个RST。
这个是由SO_LINGER选项来控制的；5.a重启，收到b的保活探针，a发rst，通知b。
TCP socket在任何状态下，只要收到RST包，即可进⼊CLOSED初始状态。
值得注意的是RST报⽂段不会导致另⼀端产⽣任何响应，另⼀端根本不进⾏确认。
收到RST的⼀⽅将终⽌该连接。
程序⾏为如下：阻塞模型下，内核⽆法主动通知应⽤层出错，只有应⽤层主动调⽤read()或者write()这样的IO系统调⽤时，内核才会利⽤出错来通知应⽤层对端RST。
⾮阻塞模型下，select或者epoll会返回sockfd可读,应⽤层对其进⾏读取时，read()会报错RST。
网络协议示例解析
网络协议示例解析随着互联网的快速发展，网络协议成为了连接世界的桥梁。
它们是计算机网络中的一种规范，用于确保数据的传输和通信的顺利进行。
在这篇文章中，我们将通过对网络协议的示例解析，深入了解网络协议的工作原理和重要性。
一、TCP/IP协议TCP/IP协议是互联网最常用的协议之一。
它是一组协议的集合，用于在网络中传输数据。
其中，TCP（传输控制协议）负责数据的可靠传输，而IP（互联网协议）负责数据的路由和寻址。
TCP/IP协议的工作原理如下：当一台计算机发送数据时，TCP将数据分成小块，每个小块称为数据包。
每个数据包都有一个源地址和目标地址，以便正确地将数据包发送到目标计算机。
IP协议则负责根据目标地址将数据包传递给正确的计算机。
接收方的计算机将收到的数据包重新组装成完整的数据。
TCP/IP协议的可靠性使得它成为互联网传输数据的首选协议。
它确保数据包按顺序到达目标计算机，并且在传输过程中进行错误检测和纠正。
这种可靠性对于在线交流、文件传输和网页浏览等各种应用都至关重要。
二、HTTP协议HTTP协议是用于在Web浏览器和Web服务器之间传输数据的协议。
它是基于客户端-服务器模型的，客户端发送请求，服务器返回响应。
HTTP协议的工作原理如下：当用户在浏览器中输入网址或点击链接时，浏览器会发送HTTP请求给服务器。
请求中包含了请求的类型（GET、POST等）、请求的资源（网页、图片等）以及其他相关信息。
服务器接收到请求后，根据请求的内容进行相应的处理，并返回HTTP响应给浏览器。
响应中包含了响应的状态码（200表示成功，404表示未找到等）、响应的资源以及其他相关信息。
浏览器接收到响应后，将资源显示给用户。
HTTP协议的简单和灵活使得它成为了Web应用的基础。
通过HTTP协议，我们可以方便地访问网页、下载文件、发送电子邮件等。
此外，HTTP协议还支持加密和身份验证，确保数据的安全性和私密性。
三、SMTP协议SMTP协议是用于在计算机之间传输电子邮件的协议。
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IP协议（Internet Protocol）是网络层协议，用在因特网上，TCP，UDP，ICMP，IGMP数据都是按照IP数据格式发送得。
IP协议提供的是不可靠无连接得服务。
IP数据包由一个头部和一个正文部分构成。
正文主要是传输的数据,IP头部由20字节的固定长度和一个可选任意长度部分构成，以大段点机次序传送，从左到右,IP协议数据包格式如下TCP协议（TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL）是传输层协议，为应用层提供服务，和UDP 不同的是，TCP协议提供的可靠的面向连接的服务,跟IP头部差不多，基本的长度也是20字节。
TCP 数据包是包含在一个IP数据报文中的,TCP数据包如下这是一次FTP的连接，呵呵，是cuteftp默认的cuteftp的FTP站点，IP地址是：216.3.226.21。
我的IP地址假设为:192.168.1.1。
下面的数据就是TCP/IP连接过程中的数据传输。
我们可以分析TCP/IP协议数据格式以及TCP/IP连接的三次握手情况。
下面的这些十六进制数据只是TCP/IP 协议的数据，不是完整的网络通讯数据。
第一次，我向FTP站点发送连接请求（TCP数据的可选部分去掉了）192.168.1.1->216.3.226.21IP头部：450000305252400080062c23c0a80101d803e215TCP头部：0d280015505f a9060000000070024000c0290000第一字节，"45"，其中"4"是IP协议的版本（Version），说明是IP4。
"5"是IHL位，表示IP 头部的长度，是一个4bit字段，最大就是1111了，值为15，IP头部的最大长度就是60字节。
而这里为"5"，说明是20字节，这是标准的IP头部长度，头部报文中没有发送可选部分数据。
接下来的一个字节"00"是服务类型（Type of Service）。
这个8bit字段由3bit的优先权子字段（现在已经被忽略），4bit的TOS子字段以及1bit的未用字段（现在为0）构成.4bit的TOS子字段包含：最小延时、最大吞吐量、最高可靠性以及最小费用构成，这四个1bit位最多只能有一个为1，本例中都为0，表示是一般服务。
接着的两个字节"0030"是IP数据报文总长，包含头部以及数据，这里表示48字节。
这48字节由20字节的IP头部以及28字节的TCP头构成（本来截取的TCP头应该是28字节的，其中8字节为可选部分，被我省去了）。
因此目前最大的IP数据包长度是65535字节。
再是两个字节的标志位（Identification）："5252"，转换为十进制就是21074。
这个是让目的主机来判断新来的分段属于哪个分组。
下一个字节"40"，转换为二进制就是"01000000"，其中第一位是IP协议目前没有用上的，为0。
接着的是两个标志DF和MF。
DF为1表示不要分段，MF为1表示还有进一步的分段（本例为0）。
然后的"00000"是分段便移（Fragment Offset）。
"80"这个字节就是TTL（Time To Live）了，表示一个IP数据流的生命周期，用Ping显示的结果，能得到TTL的值，很多文章就说通过TTL位来判别主机类型。
因为一般主机都有默认的TTL 值，不同系统的默认值不一样。
比如WINDOWS为128。
不过，一般Ping得到的都不是默认值，这是因为每次IP数据包经过一个路由器的时候TTL就减一，当减到0时，这个数据包就消亡了。
这也时Tracert的原理。
本例中为"80"，转换为十进制就是128了，我用的WIN2000。
继续下来的是"06"，这个字节表示传输层的协议类型（Protocol）。
在RFC790中有定义，6表示传输层是TCP协议。
"2c23"这个16bit是头校验和（Header Checksum）。
接下来"c0a80101"，这个就是源地址（Source Address）了，也就是我的IP地址。
转换为十进制的IP地址就是：192.168.1.1，同样，继续下来的32位"d803e215"是目标地址，216.3.226.21好了,这就是20字节的IP数据报头了。
继续看TCP的头部吧，这个是作为IP数据包的数据部分传输的。
TCP头部：0d280015505f a9060000000070024000c0290000一来就是一个两字节段"0d28"，表示本地端口号，转换为十进制就是3368。
第二个两字节段"0015"表示目标端口，因为我是连接FTP站点，所以，这个就是21啦，十六进制当然就是"0015"。
接下来的四个字节"505f a906"是顺序号（Sequence Number），简写为SEQ，SEQ=1348446470下面的四个字节"00000000"是确认号（Acknowledgm ent Number），简写为ACKNUM。
继续两个字节，"7002"，转换为二进制吧，"0111000000000010"。
这两个字节,总共16bit，有好多东西呢。
第一个4bit"0111"，是TCP头长，十进制为7，表示28个字节（刚才说了，省略了8字节的option数据，所以你只看见了20字节）。
接着的6bit现在TCP协议没有用上，都为0。
最后的6bit"000010"是六个重要的标志。
这是两个计算机数据交流的信息标志。
接收和发送断根据这些标志来确定信息流的种类。
下面是一些介绍：URG：（Urgent Pointer field significant）紧急指针。
用到的时候值为1，用来处理避免TCP 数据流中断ACK：（Acknowledgm ent fieldsignificant）置1时表示确认号（Acknowledgm entNumber）为合法，为0的时候表示数据段不包含确认信息，确认号被忽略。
PSH：（Push Function），PUSH标志的数据，置1时请求的数据段在接收方得到后就可直接送到应用程序，而不必等到缓冲区满时才传送。
RST：（Reset the connection）用于复位因某种原因引起出现的错误连接，也用来拒绝非法数据和请求。
如果接收到RST位时候，通常发生了某些错误。
SYN：（Synchronize sequence numbers）用来建立连接，在连接请求中，SYN=1，ACK=0，连接响应时，SYN=1，ACK=1。
即，SYN和ACK来区分Connection Request和Connection Accepted。
FIN：（No more data from sender）用来释放连接，表明发送方已经没有数据发送了。
这6个标志位，对号入座。
本例中SYN=1，ACK=0，当然就是表示连接请求了。
我们可以注意下面两个过程的这两位的变换。
后面的"4000c0290000"不讲了。
后面两次通讯的数据，分开看吧。
我们看看连接的过程，一些重要地方的变化。
第二次，FTP站点返回一个可以连接的信号。
216.3.226.21->192.168.1.1IP头部：4500002c c6be40006a06cd ba d803e215c0a80101TCP头部：00150d284b4f45c1505f a9076012205864070000第三次，我确认连接。
TCP连接建立起来。
192.168.1.1->216.3.226.21IP头部：450000285253400080062c2a c0a80101d803e215TCP头部：0d280015505f a9074b4f45c2501040b05b1c0000看看整个Threeway_handshake过程。
第一步，我发出连接请求，TCP数据为：SEQ=505f a906，ACKNUM=00000000，SYN=1，ACK=0。
第二步，对方确认可以连接，TCP数据为：SEQ=4b4f45c1，ACKNUM=505f a907，SYN=1，ACK=1。
第三步，我确认建立连接。
SEQ=505f a907，ACKNUM=4b4f45c2，SYN=0，ACK=1。
正式建立连接了呢，这些东西是什么值？我接收从216.3.226.21->192.168.1.1的下一个数据包中：SEQ=4b4f45c2，ACKNUM=505f a907,SYN=0,ACK=1这些就是TCP三次握手所传输的数据了以下详细解释TCP三次握手数据包传输过程:第一次握手：192.168.1.116发送位码syn＝1,随机产生seq num ber=3626544836的数据包到192.168.1.123,192.168.1.123由SYN=1知道192.168.1.116要求建立联机;第二次握手：192.168.1.123收到请求后要确认联机信息，向192.168.1.116发送ack number=3626544837,syn=1,ack=1,随机产生seq=1739326486的包;第三次握手：192.168.1.116收到后检查ack number是否正确，即第一次发送的seq number+1,以及位码ack是否为1，若正确，192.168.1.116会再发送ack number=1739326487,ack=1，192.168.1.123收到后确认seq=seq+1,ack=1则连接建立成功。