一、IP包格式

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IP數(shù)據(jù)包是一種可變長分組，它由首部和數(shù)據(jù)負(fù)載兩部分組成。首部長度一般為20-60字節(jié)（Byte），其中后40字節(jié)是可選的，長度不固定，前20字節(jié)格式為固定。數(shù)據(jù)負(fù)載部分的長度一般可變，整個(gè)IP數(shù)據(jù)包的大長度為65535B。

1、版本號（Version）

長度為4位（bit），IP v4的值為0100，IP v6的值為0110。

2、首部長度

指的是IP包頭長度，用4位（bit）表示，十進(jìn)制值就是[0,15]，一個(gè)IP包前20個(gè)字節(jié)是必有的，后40個(gè)字節(jié)根據(jù)情況可能有可能沒有。如果IP包頭是20個(gè)字節(jié)，則該位應(yīng)是20/4=5。

3、服務(wù)類型（Type of Service TOS）

長度為8位（bit），其組成：前3位為優(yōu)先級（Precedence），后4位標(biāo)志位，最后1位保留未用。優(yōu)先級主要用于QoS，表示從0（普通級別）到7（網(wǎng)絡(luò)控制分組）的優(yōu)先級。標(biāo)志位可分別表示D（Delay更低的時(shí)延）、T（Throughput更高的吞吐量）、R（Reliability更高的可靠性）、C（Cost更低費(fèi)用的路由）。

TOS只表示用戶的請求，不具有強(qiáng)制性，實(shí)際應(yīng)用中很少用，路由器通常忽略TOS字段。

4、總長度（Total Length）

指IP包總長度，用16位（bit）表示，即IP包大長度可以達(dá)2¹⁶=65535字節(jié)。在以太網(wǎng)中允許的大包長為1500B，當(dāng)超過網(wǎng)絡(luò)允許的大長度時(shí)需將過長的數(shù)據(jù)包分片。

5、標(biāo)識符（Identifier）

長度為16位，用于數(shù)據(jù)包在分段重組時(shí)標(biāo)識其序列號。將數(shù)據(jù)分段后，打包成IP包，IP包因走的路由上不同，會產(chǎn)生不同的到達(dá)目地的時(shí)間，到達(dá)目地的后再根據(jù)標(biāo)識符進(jìn)行重新組裝還原。該字段要與標(biāo)志、段偏移一起使用的才能達(dá)到分段組裝的目標(biāo)。

6、標(biāo)志（Flags）

長度為3位，三位從左到右分別是MF、DF、未用。MF=1表示后面還有分段的數(shù)據(jù)包，MF=0表示沒有更多分片（即最后一個(gè)分片）。DF=1表示路由器不能對該數(shù)據(jù)包分段，DF=0表示數(shù)據(jù)包可以被分段。

7、偏移量（Fragment Offset）

也稱段偏移，用于標(biāo)識該數(shù)據(jù)段在上層初始數(shù)據(jù)報(bào)文中的偏移量。如果某個(gè)包含分段的上層報(bào)文的IP數(shù)據(jù)包在傳送時(shí)丟失，則整個(gè)一系列包含分段的上層數(shù)據(jù)包的IP包都會要求重傳。

8、生存時(shí)間（TTL）

長度為8位，初始值由操作系統(tǒng)設(shè)置，每經(jīng)過一個(gè)路由器轉(zhuǎn)發(fā)后其值就減1，減至0后丟棄該包。這種機(jī)制可以避免數(shù)據(jù)包找不到目地時(shí)不斷被轉(zhuǎn)發(fā)，堵塞網(wǎng)絡(luò)。

9、協(xié)議（Protocol）

長度為8位，標(biāo)識上層所使用的協(xié)議。

10、首部校驗(yàn)和（Header Checksum）

長度為16位，首部檢驗(yàn)和只對IP數(shù)據(jù)包首部進(jìn)行校驗(yàn)，不包含數(shù)據(jù)部分。數(shù)據(jù)包每經(jīng)過一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)都要重新計(jì)算首部校驗(yàn)和，對首都進(jìn)行檢驗(yàn)。

11、源IP地址（Source IP）

長度為32位，表示數(shù)據(jù)發(fā)送的主機(jī)IP。

12、目的IP地址（Destination IP）

長度為32位，表示數(shù)據(jù)要接收的主機(jī)IP。

13、選項(xiàng)字段（Options）

    長度為0-40字節(jié)（Byte），主要有：安全和處理限制（Security）、記錄路徑（Record Route）、時(shí)間戳（Timestamps）、寬松源站選路（Loose Source Routing）、嚴(yán)格的源站選路（Strict Source Routing）等。

二、TCP報(bào)文

TCP報(bào)文由首部和數(shù)據(jù)兩部分組成。首部一般由20-60字節(jié)（Byte）構(gòu)成，長度可變。其中前20B格式固定，后40B為可選。

因?yàn)?，TCP報(bào)文還得傳給下層網(wǎng)絡(luò)層，封裝成IP包，而一個(gè)IP包大長度為65535，同時(shí)IP包首部也包含最少20B，所以一個(gè)IP包或TCP包可以包含的數(shù)據(jù)部分大長度為65535-20-20=65495B。

TCP報(bào)文中數(shù)據(jù)部分是可選的，即TCP報(bào)文可以不包含數(shù)據(jù)（同理IP包也可以不包含數(shù)據(jù)）。不含數(shù)據(jù)的TCP報(bào)文通常是一些確認(rèn)和控制信息類的報(bào)文，如TCP建立連接時(shí)的三次握手和TCP終止時(shí)的四次揮手等。

1、源端口號（Source Port）

長度為16位，指明發(fā)送數(shù)據(jù)的進(jìn)程。

2、目的端口號（Destination Port）

長度為16位，指明目的主機(jī)接收數(shù)據(jù)的進(jìn)程。

3、序號（Sequence Number）

也稱為序列號，長度為32位，序號用來標(biāo)識從TCP發(fā)送端向接入端發(fā)送的數(shù)據(jù)字節(jié)流進(jìn)行編號，可以理解成對字節(jié)流的計(jì)數(shù)。

4、確認(rèn)號（Acknowledgement Number）

長度為32位，確認(rèn)號包含發(fā)送確認(rèn)的一端所期望收到的下一個(gè)序號。確認(rèn)號只有在ACK標(biāo)志為1時(shí)才有效。

5、首部長度

長度為4位，用于表示TCP報(bào)文首部的長度。用4位（bit）表示，十進(jìn)制值就是[0,15]，一個(gè)TCP報(bào)文前20個(gè)字節(jié)是必有的，后40個(gè)字節(jié)根據(jù)情況可能有可能沒有。如果TCP報(bào)文首部是20個(gè)字節(jié)，則該位應(yīng)是20/4=5。

6、保留位（Reserved）

長度為6位，必須是0，它是為將來定義新用途保留的。

7、標(biāo)志（Code Bits）

長度為6位，在TCP報(bào)文中不管是握手還是揮手還是傳數(shù)據(jù)等，這6位標(biāo)志都很重要。6位從左到右依次為：

• URG：緊急標(biāo)志位，說明緊急指針有效；

• ACK：確認(rèn)標(biāo)志位，多數(shù)情況下空，說明確認(rèn)序號有效；

• PSH：推標(biāo)志位，置位時(shí)表示接收方應(yīng)立即請求將報(bào)文交給應(yīng)用層；

• RST：復(fù)位標(biāo)志，用于重建一個(gè)已經(jīng)混亂的連接；

• SYN：同步標(biāo)志，該標(biāo)志僅在三次握手建立TCP連接時(shí)有效

• FIN：結(jié)束標(biāo)志，帶該標(biāo)志位的數(shù)據(jù)包用于結(jié)束一個(gè)TCP會話。

8、窗口大小（Window Size）

長度為16位，TCP流量控制由連接的每一端通過聲明的窗口大小來提供。

9、檢驗(yàn)和（Checksum）

長度為16位，該字段覆蓋整個(gè)TCP報(bào)文端，是個(gè)強(qiáng)制性的字段，是由發(fā)送端計(jì)算和存儲，到接收端后，由接收端進(jìn)行驗(yàn)證。

10、緊急指針（Urgent Pointer）

長度為16位，指向數(shù)據(jù)中優(yōu)先部分的最后一個(gè)字節(jié)，通知接收方緊急數(shù)據(jù)的長度，該字段在URG標(biāo)志置位時(shí)有效。

11、選項(xiàng)（Options）

長度為0-40B（字節(jié)），必須以4B為單位變化，必要時(shí)可以填充0。通常包含：最長報(bào)文大小（MaximumSegment Size，MSS）、窗口擴(kuò)大選項(xiàng)、時(shí)間戳選項(xiàng)、選擇性確認(rèn)（Selective ACKnowlegement，SACK）等。

12、數(shù)據(jù)

三、UDP數(shù)據(jù)段

UDP數(shù)據(jù)段格式比較簡單，如下：

UDP數(shù)據(jù)報(bào)由首部和數(shù)據(jù)兩部分組成，其中首部只有8B（字節(jié)）。

1、源端口號（Source Port）

長度為16位，指明發(fā)送數(shù)據(jù)的進(jìn)程。

2、目的端口號（Destination Port）

長度為16位，指明目的主機(jī)接收數(shù)據(jù)的進(jìn)程。

3、長度

長度為16位，該字段值為報(bào)頭和數(shù)據(jù)兩部分的總字節(jié)數(shù)。

4、檢驗(yàn)和（Checksum）

長度為16位，UDP檢驗(yàn)和作用于UDP報(bào)頭和UDP數(shù)據(jù)的所有位。由發(fā)送端計(jì)算和存儲，由接收端校驗(yàn)。

5、數(shù)據(jù)

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本文題目：IP包、TCP報(bào)文、UDP數(shù)據(jù)段格式的匯總-創(chuàng)新互聯(lián)
標(biāo)題網(wǎng)址：http://www.rwnh.cn/article10/dghego.html

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