TCP报文头详解

时间:2024-05-21 13:34:08

TCP报文是TCP层传输的数据单元,也叫报文段
TCP报文头详解

1、端口号
用来标识同一台计算机的不同的应用进程。

16位源端口(Source Port):16位的源端口字段包含初始化通信的端口号。源端口和IP地址的作用是标识报文的返回地址。

16位目的端口(Destination Port):16位的目的端口字段定义传输的目的地。这个端口指明接收方计算机上的应用程序接口。

TCP报头中的源端口号和目的端口号同IP数据报中的源IP与目的IP唯一确定一条TCP连接。

2、***和确认号
这两个字段是TCP可靠传输服务的关键部分,***是该报文段首字节的字节流编号(TCP把数据看成是有序的字节流,TCP隐式地对数据流的每个字节进行编号)。这样理解可能更直观,当报文被分解成多个报文段时,***就是报文段首字节在整个报文的偏移量。确定号指定下一个期待的字节。

32位***(Sequence Number):一次TCP通信(从TCP连接建立到断开)过程中某一个传输方向上的字节流的每个字节的编号。每发送一次数据,就累加一次该数据字节的大小。***不会从零开始,而是在建立连接时通过计算机随机生成一个数,由SYN包传给接收端主机。
假设主机A和主机B进行TCP通信,A发送给B的第一个TCP报文段中,序号值被系统初始化为某个随机值ISN(Initial Sequence Number,初始序号值)。那么在该传输方向上(从A到B),后续的TCP报文段中序号值将被系统设置成ISN加上该报文段所携带数据的第一个字节在整个字节流中的偏移。例如,某个TCP报文段传送的数据是字节流中的第1025~2048字节,那么该报文段的序号值就是ISN+1025.另外一个传输方向(从B到A)的TCP报文段的序号值也具有相同的含义。

32位确认应答号(Acknowledge Number):标识期望收到的下一个段的第一个字节,并声明此前的所有数据已经正确无误地收到,因此,确认号应该是上次已成功收到的数据字节***加1。收到确认号的源计算机会知道特定的段已经被收到。确认号只有当ACK标志为1时才有效。比如建立连接时,SYN报文的ACK标志位为0。

3、数据偏移/首部长度

4位头部长度(header length):由于首部可能含有可选项内容,因此TCP报头的长度是不确定的,报头不包含任何任选字段则长度为20字节,4位首部长度字段所能表示的最大值为1111,转化为10进制为15,15*4 = 60,故报头最大长度为60字节。首部长度也叫数据偏移,是因为首部长度实际上指示了数据区在报文段中的起始偏移值。

4、保留

保留(6位):为将来定义新的用途保留,现在一般置0。

5、控制位:URG、 ACK、PSH 、 RST 、 SYN、 FIN

1)URG:紧急指针标志,为1时表示紧急指针有效,该报文应该优先传送,为0则忽略紧急指针。

2)ACK:确认序号标志,为1时表示确认号有效,为0表示报文中不含确认信息,忽略确认号字段。我们称携带ACK标识的TCP报文段为确认报文段。

3)PSH:push标志,为1表示是带有push标志的数据,指示接收方在接收到该报文段以后,应优先将这个报文段交给应用程序,而不是在缓冲区排队。

4)RST:重置连接标志,用于重置由于主机崩溃或其他原因而出现错误的连接。或者用于拒绝非法的报文段和拒绝连接请求。我们称携带RST标志的TCP报文段为复位报文段。

5)SYN:表示请求建立一个连接。在连接请求中,SYN=1和ACK=0表示该数据段没有使用捎带的确认域,而连接应答捎带一个确认,即SYN=1和ACK=1。我们称携带SYN标志的TCP报文段为同步报文段。

6)FIN:finish标志,用于释放连接,为1时表示发送方已经没有数据发送了,即关闭本方数据流。我们称携带FIN标志的TCP报文段为结束报文段。

6、窗口

16位窗口大小(window size):是TCP流量控制的一个手段。这里说的窗口,指的是接收通告窗口(Receiver Window,RWND)。它告诉对方本端的TCP接收缓冲区还能容纳多少字节的数据,这样对方就可以控制发送数据的速度,从而达到流量控制。窗口大小为一个16bit字段,因而窗口大小最大为65535。

7、校验和

16位校验和(TCP check sum):由发送端填充,接收端对TCP报文段执行CRC算法以检验TCP报文段在传输过程中是否损坏。注意,这个校验不仅包括TCP头部,也包括数据部分。这也是TCP可靠传输的一个重要保障。

8、紧急指针

16位紧急指针(urgent pointer):只有当 URG 标志置 1 时紧急指针才有效。紧急指针是一个正的偏移量,和顺序号字段中的值相加表示紧急数据最后一个字节的序号。 TCP 的紧急方式是发送端向另一端发送紧急数据的一种方式。

9、选项和填充

TCP头部选项:TCP头部的最后一个选项字段(options)是可变长的可选信息。这部分最多包含40字节,因为TCP头部最长是60字节(其中还包含前面讨论的20字节的固定部分)。
最常见的可选字段是最长报文大小,又称为MSS(Maximum Segment Size),每个连接方通常都在通信的第一个报文段(为建立连接而设置SYN标志为1的那个段)中指明这个选项,它表示本端所能接受的最大报文段的长度。
选项长度不一定是32位的整数倍,所以要加填充位,即在这个字段中加入额外的零,以保证TCP头是32的整数倍。

10、数据部分

TCP 报文段中的数据部分是可选的。在一个连接建立和一个连接终止时,双方交换的报文段仅有 TCP 首部。如果一方没有数据要发送,也使用没有任何数据的首部来确认收到的数据。在处理超时的许多情况中,也会发送不带任何数据的报文段。

参考:https://blog.****.net/Sharp_UP/article/details/72783243
https://blog.****.net/baidu_17611285/article/details/80171239
https://blog.****.net/paincupid/article/details/79726795