TCP/IP header 詳解

    TCP/IP協議是網絡服務中的重要協議，雖然天天都在使用，但不是每一個頭部標識都記得清楚，所以查了一下資料，寫入隨筆，便於本身之後查看。

1.IP header

這是從RFC791 拉下來的IP header

    0                   1                   2                   3
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |Version|  IHL  |Type of Service|          Total Length         |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |         Identification        |Flags|      Fragment Offset    |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |  Time to Live |    Protocol   |         Header Checksum       |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                       Source Address                          |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                    Destination Address                        |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                    Options                    |    Padding    |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

                    Example Internet Datagram Header

●Version（版本）：佔4比特，用來代表IP協議實現的版本號，當前通常爲IPv4，即0100。

●IHL（報頭長度）：佔4比特，表示頭部佔32比特的長度是多少，好比說不包含任何選項的IP數據報，從上圖能夠看出到 Destination Address爲止， 32x5=160比特=20字節，此字段最大值爲60字節。

●Type of Service（服務類型）：佔8個比特，其中前3比特爲優先權子字段（Precedence，現已被忽略）。第8比特保留未用。第4至第7比特分別表明延遲、吞吐量、可靠性和花費。當它們取值爲1時分別表明要求最小時延、最大吞吐量、最高可靠性和最小費用。這4比特的服務類型中只能置其中1比特爲1。能夠全爲0，若全爲0則表示通常服務。服務類型字段聲明瞭數據報被網絡系統傳輸時能夠被怎樣處理。

      Bits 0-2:  Precedence.
      Bit    3:  0 = Normal Delay,      1 = Low Delay.
      Bits   4:  0 = Normal Throughput, 1 = High Throughput.
      Bits   5:  0 = Normal Relibility, 1 = High Relibility.
      Bit    6:  0 = Normal Cost, 1 = High cost.
      Bit    7:  Reserved for Future Use.

         0     1     2     3     4     5     6     7
      +-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
      |                 |     |     |     |     |     |
      |   PRECEDENCE    |  D  |  T  |  R  |  0  |  0  |
      |                 |     |     |     |     |     |
      +-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+

●Total Length（總長度字段）：佔16比特。指明整個數據報的長度（以字節爲單位）。最大長度爲65535字節。
●Identification（標識）：佔16比特。用來惟一地標識主機發送的每一份數據報。一般每發一份報文，它的值會加1。
●Flags（標誌位）：佔3比特，表示這份報文是否須要分片傳輸。
●TTL（生存期）：佔8比特，用來表示該數據報文最多能夠通過的路由器數，沒通過一個路由器都減1，直到爲0數據包丟掉。
●Protocal(協議字段)：佔8比特，用來指出IP層所封裝的上層協議類型，如傳輸層TCP/UDP/ICMP/IGMP。
●Header checksum(頭部校驗和字段)：佔16比特，內容是根據IP頭部計算獲得的校驗和碼。計算方法是：對頭部中每一個16比特進行二進制反碼求和。（和ICMP、IGMP、TCP、UDP不一樣，IP不對頭部後的數據進行校驗）。
●source address&&Dest address:源地址和目的地址，各佔32字節，固然這個是針對的IPV4
●Option:佔32比特。用來定義一些任選項：如記錄路徑、時間戳等。這些選項不多被使用，同時並非全部主機和路由器都支持這些選項。可選項字段的長度必須是32比特的整數倍，若是不足，必須填充0以達到此長度要求。

2.TCP header

  TCP Header Format


    0                   1                   2                   3
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |          Source Port          |       Destination Port        |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                        Sequence Number                        |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                    Acknowledgment Number                      |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |  Data |           |U|A|P|R|S|F|                               |
   | Offset| Reserved  |R|C|S|S|Y|I|            Window             |
   |       |           |G|K|H|T|N|N|                               |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |           Checksum            |         Urgent Pointer        |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                    Options                    |    Padding    |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                             data                              |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

●源、目標端口號字段：佔16比特。TCP協議經過使用"端口"來標識源端和目標端的應用進程。端口號可使用0到65535之間的任何數字。在收到服務請求時，操做系統動態地爲客戶端的應用程序分配端口號。在服務器端，每種服務在"衆所周知的端口"（Well-Know Port）爲用戶提供服務。
●順序號字段：佔32比特。用來標識從TCP源端向TCP目標端發送的數據字節流，它表示在這個報文段中的第一個數據字節。
●確認號字段：佔32比特。只有ACK標誌爲1時，確認號字段纔有效。它包含目標端所指望收到源端的下一個數據字節。
●頭部長度字段：佔4比特。給出頭部佔32比特的數目。沒有任何選項字段的TCP頭部長度爲20字節（5x32=160比特）；最多能夠有60字節的TCP頭部。
●標誌位字段（U、A、P、R、S、F）：佔6比特。各比特的含義以下：
    ◆URG：緊急指針（urgent pointer）有效。
    ◆ACK：確認序號有效。
    ◆PSH：接收方應該儘快將這個報文段交給應用層。
    ◆RST：重建鏈接。
    ◆SYN：發起一個鏈接。
    ◆FIN：釋放一個鏈接。
●窗口大小字段：佔16比特。此字段用來進行流量控制。單位爲字節數，這個值是本機指望一次接收的字節數。
●TCP校驗和字段：佔16比特。對整個TCP報文段，即TCP頭部和TCP數據進行校驗和計算，並由目標端進行驗證。
●緊急指針字段：佔16比特。它是一個偏移量，和序號字段中的值相加表示緊急數據最後一個字節的序號。
●選項字段：佔32比特。可能包括"窗口擴大因子"、"時間戳"等選項。

選項字段： 目前定義在rfc793 中有三個kind。詳細描述的可查看 https://www.iana.org/assignments/tcp-parameters/tcp-parameters.xhtml

    Currently defined options include (kind indicated in octal):

      Kind     Length    Meaning
      ----     ------    -------
       0         -       End of option list.
       1         -       No-Operation.
       2         4       Maximum Segment Size.