TCPIP协议格式

通过连接实例解读TCP/IP协议

最近狂补基础，猛看TCP/IP协议。不过，书上的东西太抽象了，没有什么数据实例，看了不久就忘了。于是，搬来一个sniffer，抓了数据包来看，呵呵，结合书里面得讲解，理解得比较快。我就来灌点基础知识。

开始吧，先介绍IP协议。

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，我们主要来理解头部数据，可以从其理解到IP协议。

IP数据包头部格式（RFC791）

Example Internet Datagram Header

上面的就是IP数据的头部格式，这里大概地介绍一下。

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。

TCP协议

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。在RFC793中是基本的TCP描述。关于TCP协议的头部格式内容的说明：

TCP Header FORMat

TCP Header FORMat

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。

好了，简单介绍到此为止。来看看我捕获的例子吧。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TCO/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

（ThreeWay-Handshake）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（我把TCP数据的可选部分去掉了）

192.168.1.1->216.3.226.21

IP头部： 45 00 00 30 52 52 40 00 80 06 2c 23 c0 a8 01 01 d8 03 e2 15

TCP头部：0d 28 00 15 50 5f a9 06 00 00 00 00 70 02 40 00 c0 29 00 00

来看看IP头部的数据是些什么。

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12，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），4 bit的TOS子字段以及1 bit的未用字段（现在为0）构成.4 bit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“00 30”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“0100 0000”，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“0 0000”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。

“2c 23”这个16bit是头校验和（Header Checksum）。

接下来“c0 a8 01 01”，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“d8 03 e2 15”是目标地址，216.3.226.21

好了，真累啊，终于看完基本的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：0d 28 00 15 50 5f a9 06 00 00 00 00 70 02 40 00 c0 29 00 00

一来就是一个两字节段“0d 28”，表示本地端口号，转换为十进制就是3368。第二个两字节段“00 15”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“00 15”。

接下来的四个字节“50 5f a9 06”是顺序号（Sequence Number），简写为SEQ，

SEQ=1348446470下面的四个字节“00 00 00 00”是确认号（Acknowledgment Number），简写为ACKNUM。

继续两个字节，“70 02”，转换为二进制吧，“0111 0000 0000 0010”。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，我省略了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“00 0010”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