TCP-IP数据包结构详解
一般来说，网络编程我们只需要调用一些封装好的函数或者组件就能完成大部分的工作，但是一些特殊的情况下，就需要深入的理解
网络数据包的结构，以及协议分析。如：网络监控，故障排查等……
IP包是不安全的，但是它是互联网的基础，在各方面都有广泛的应用。由IP协议衍生的协议族有10数种（据我所知），以后还会出现
更多的基于IP的协议…
先从实际出发吧！
一般我们在谈上网速度的时候，专业上用带宽来描述，其实无论说网速或者带宽都是不准确的，呵呵。比如：1兆，512K……
有些在学校的学生，也许会有疑问，明明我的业务是1M，为什么下载速度到100K就飙不上去了？512K的为什么50多K就封顶了？…
这里所说的1M是指1Mbps = 1 Million Bits Per Second，也就是1M比特每秒，即一秒钟传输1048576个二进制位。我们知道一个字节
是8个二进制位。
好，又来问题了。即便这样子，1M=1048756÷8=131072÷1024=128K。那也应该有128K啊，为什么下载速度还是很少到120K，
110K都谢天谢地了。看完本文，你的帐就对了……
IP数据包结构：
如图，一个刻度表示1个二进制位（比特）。
1-1.版本4位，表示版本号，目前最广泛的是4=B1000，即常说的IPv4；相信IPv6以后会广泛应用，它能给世界上每个纽扣都分配
一个IP地址。
1-2.头长4位，数据包头部长度。它表示数据包头部包括多少个32位长整型，也就是多少个4字节的数据。无选项则为5（红色部分）。
1-3.服务类型，包括8个二进制位，每个位的意义如下：
过程字段：3位，设置了数据包的重要性，取值越大数据越重要，取值范围为：0（正常）~ 7（网络控制）
延迟字段：1位，取值：0（正常）、1（期特低的延迟）
流量字段：1位，取值：0（正常）、1（期特高的流量）
可靠性字段：1位，取值：0（正常）、1（期特高的可靠性）
成本字段：1位，取值：0（正常）、1（期特最小成本）
保留字段：1位，未使用
1-4.包裹总长16位，当前数据包的总长度，单位是字节。当然最大只能是65535，及64KB。2-1.重组标识16位，发送主机赋予的标识，以便接收方进行分片重组。
2-2.标志3位，他们各自的意义如下：
保留段位(2)：1位，未使用
不分段位(1)：1位，取值：0（允许数据报分段）、1（数据报不能分段）
更多段位(0)：1位，取值：0（数据包后面没有包，该包为最后的包）、1（数据包后面有更多的包）
2-3.段偏移量13位，与更多段位组合，帮助接收方组合分段的报文，以字节为单位。
3-1.生存时间8位，经常ping命令看到的TTL（Time To Live）就是这个，每经过一个路由器，该值就减一，到零丢弃。
3-2.协议代码8位，表明使用该包裹的上层协议，如TCP=6，ICMP=1，UDP=17等。
3-3.头检验和16位，是IPv4数据包头部的校验和。
4-1.源始地址，32位4字节，我们常看到的IP是将每个字节用点（.）分开，如此而已。
5-1.目的地址，32位，同上。
6-1.可选选项，主要是给一些特殊的情况使用，往往安全路由会当作攻击而过滤掉，普联（TP_LINK）的TL-ER5110路由就能这么做。
7-1.用户数据。
TCP数据包结构：
1-1.源始端口16位，范围当然是0-65535啦。
1-2.目的端口，同上。
2-1.数据序号32位，TCP为发送的每个字节都编一个号码，这里存储当前数据包数据第一个字节的序号。
3-1.确认序号32位，为了安全，TCP告诉接受者希望他下次接到数据包的第一个字节的序号。4-1.偏移4位，类似IP，表明数据距包头有多少个32位。
4-2.保留6位，未使用，应置零。
4-3.紧急比特URG—当URG＝1时，表明紧急指针字段有效。它告诉系统此报文段中有紧急数据，应尽快传送(相当于高优先级的数据)。
4-3.确认比特ACK—只有当ACK＝1时确认号字段才有效。当ACK＝0时，确认号无效。参考
TCP三次握手
4-4.复位比特RST(Reset) —当RST＝1时，表明TCP连接中出现严重差错（如由于主机崩溃或其他原因），必须释放连接，然后再重新
建立运输连接。参考TCP三次握手
4-5.同步比特SYN—同步比特SYN置为1，就表示这是一个连接请求或连接接受报文。参考TCP三次握手
4-6.终止比特FIN(FINal)—用来释放一个连接。当FIN＝1时，表明此报文段的发送端的数据已发送完毕，并要求释放运输连接。
4-7.窗口字段16位，窗口字段用来控制对方发送的数据量，单位为字节。TCP连接的一端根据设置的缓存空间大小确定自己的接收窗口
大小，然后通知对方以确定对方的发送窗口的上限。
5-1.包校验和16位，包括首部和数据这两部分。在计算检验和时，要在TCP报文段的前面加上12字节的伪首部。
5-2.紧急指针16位，紧急指针指出在本报文段中的紧急数据的最后一个字节的序号。
6-1.可选选项24位，类似IP，是可选选项。
6-2.填充8位，使选项凑足32位。
7-1.用户数据……
可以看出，每个IP包至少要20字节的头部长度，这些与下载内容无关，加上目前多数传输，包括http协议（就是IE直接下载），都是基于
TCP协议的，所以IP包裹还要从用户数据中扣除20字节的TCP包头，这里已经是40字节，加上其他程序的连接，状态确认等等包裹，因
而算出来要比理论值要小。
另外网络环境（包括稳定因素和传输节点的转发率）也是影响下载速度的重要原因……
TCP数据包格式
TCP数据包格式(zz) 修改浏览权限| 删除TCP提供一种面向连接的、全双工的、可靠的字节流服务。 在一个TCP连接中，仅有两方进行彼此通信。广播和多播不能用于TCP。 TCP的接收端必须丢弃重复的数据。 TCP对字节流的内容不作任何解释。对字节流的解释由TCP连接双方的应用层解释。TCP通过下列方式来提供可靠性： 应用数据被分割成TCP认为最适合发送的数据块，称为报文段或段。 TCP协议中采用自适应的超时及重传策略。 TCP可以对收到的数据进行重新排序，将收到的数据以正确的顺序交给应用层。 TCP的接收端必须丢弃重复的数据。 TCP还能提供流量控制。 TCP报文段格式
源端口和目的端口字段——各占2字节。端口是传输层与应用层的服务接口。传输层的复用和分用功能都要通过端口才能实现。 序号字段——占4字节。TCP连接中传送的数据流中的每一个字节都编上一个序号。序号字段的值则指的是本报文段所发送的数据的第一个字节的序号。 确认号字段——占4字节，是期望收到对方的下一个报文段的数据的第一个字节的序号。 数据偏移——占4bit，它指出TCP报文段的数据起始处距离CP报文段的起始处有多远。“数据偏移”的单位不是字节而是32bit字（4字节为计算单位）。 保留字段——占6bit，保留为今后使用，但目前应置为0。
紧急比特URG——当URG＝1时，表明紧急指针字段有效。它告诉系统此报文段中有紧急数据，应尽快传送(相当于高优先级的数据)。 确认比特ACK——只有当ACK＝1时确认号字段才有效。当ACK＝0时，确认号无效。 复位比特RST(Reset) ——当RST＝1时，表明TCP连接中出现严重差错（如由于主机崩溃或其他原因），必须释放连接，然后再重新建立运输连接。 同步比特SYN——同步比特SYN置为1，就表示这是一个连接请求或连接接受报文。 终止比特FIN(FINal)——用来释放一个连接。当FIN＝1时，表明此报文段的发送端的数据已发送完毕，并要求释放运输连接。 窗口字段——占2字节。窗口字段用来控制对方发送的数据量，单位为字节。TCP连接的一端根据设置的缓存空间大小确定自己的接收窗口大小，然后通知对方以确定对方的发送窗口的上限。 检验和——占2字节。检验和字段检验的范围包括首部和数据这两部分。在计算检验和时，要在TCP 报文段的前面加上12字节的伪首部。 紧急指针字段——占16bit。紧急指针指出在本报文段中的紧急数据的最后一个字节的序号。 选项字段——长度可变。TCP首部可以有多达40字节的可选信息，用于把附加信息传递给终点，或用来对齐其它选项。 填充字段——这是为了使整个首部长度是4字节的整数倍。 TCP首部的主要选项： 最大报文段长度MSS(Maximum Segment Size)是TCP报文段中的数据字段的最大长度。MSS告诉对方TCP：“我的缓存所能接收的报文段的数据字段的最大长度是MSS个字节。”窗口扩大因子，用于长肥管道。 时间戳，可用于测量往返时延RTT。 TCP的数据编号与确认 TCP协议是面向字节的。TCP将所要传送的报文看成是字节组成的数据流，并使每一个字节对应于一个序号。 在连接建立时，双方要商定初始序号。TCP每次发送的报文段的首部中的序号字段数值表示该报文段中的数据部分的第一个字节的序号。 TCP的确认是对接收到的数据的最高序号表示确认。接收端返回的确认号是已收到的数据的最高序号加1。因此确认号表示接收端期望下次收到的数据中的第一个数据字节的序号。为提高效率，TCP可以累积确认，即在接收多个报文段后，一次确认。 一、TCP的流量控制 TCP采用大小可变的滑动窗口进行流量控制。窗口大小的单位是字节。 TCP报文段首部的窗口字段写入的数值就是当前给对方设置的发送窗口数值的上限。 发送窗口在连接建立时由双方商定。但在通信的过程中，接收端可根据自己的资源情况，随时动态地调整对方的发送窗口上限值(可增大或减小)。
TCPIP详解学习笔记,非常全
TCP/IP详解学习笔记(1)-基本概念 为什么会有TCP/IP协议 在世界上各地，各种各样的电脑运行着各自不同的操作系统为大家服务，这些电脑在表达同一种信息的时候所使用的方法是千差万别。就好像圣经中上帝打乱了各地人的口音，让他们无法合作一样。计算机使用者意识到，计算机只是单兵作战并不会发挥太大的作用。只有把它们联合起来，电脑才会发挥出它最大的潜力。于是人们就想方设法的用电线把电脑连接到了一起。 但是简单的连到一起是远远不够的，就好像语言不同的两个人互相见了面，完全不能交流信息。因而他们需要定义一些共通的东西来进行交流，TCP/IP 就是为此而生。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。电脑有了这些，就好像学会了外语一样，就可以和其他的计算机终端做自由的交流了。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。而第二层则是传输层，著名的TCP和UDP协议就在这个层次（不要告诉我你没用过udp玩星际）。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（后面会讲到）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（这些我们就不用关心了，我们也不做网卡），所以有些书并不把这个层次放在tcp/ip协议族里面，因为它几乎和tcp/ip 协议的编写者没有任何的关系。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 在学习协议之前，我们应该具备一些基本知识。 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，在这里我们可以看到RFC那长长的定义列表，现在它一共有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) 注意，这个号码是用在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。 应用编程接口 现在常用的编程接口有socket和TLI。而前面的有时候也叫做“Berkeley socket”，可见Berkeley对于网络的发展有多大的贡献。TCP/IP详解学习笔记(2)-数据链路层 数据链路层有三个目的： ?为IP模块发送和接收IP数据报。 ?为ARP模块发送ARP请求和接收ARP应答。 ?为RARP发送RARP请求和接收RARP应答 ip大家都听说过。至于ARP和RARP，ARP叫做地址解析协议，是用IP地址换MAC地址的一种协议，而RARP则叫做逆地址
解析IP数据包课程设计
课程设计任务书
目录1．实验目的2．实验要求3．预备知识4．课程设计分析5．实现过程6．程序流程图7．相关扩展8．实习体会9．参考文献
一．实验目的： 设计一个解析IP数据包的程序,并根据这个程序,说明IP数据包的结构及IP协议的相关问题,从而IP层的工作原理有更好的理解和认识. 二．实验要求： 本设计的目标是捕获网络中数据包,解析数据包的内容,将、结果显示在标准输出上,并同时写入日志文件. 程序的具体要求如下: 3)以命令行形式运行:ipparse logfile,其中ipparse是程序名,而logfile则代表记录结果的日 志文件. 4)在标准输出和日志文件中写入捕获的IP数据包的版本,头长度,服务类型,数据包总长度, 数据包标识,分段标志,分段偏移值,生存时间,上层协议类型,头校验和,源IP地址和目的IP地址等内容. 当程序接收到键盘输入Ctrl+C时退出. 三.预备知识 互联网络层是TCP/IP协议参考模型中的关键部分.IP协议把传输层送来的消息组装成IP数据包,并把IP数据包传送给数据链层.IP协议在TCP/IP协议族中处于核心地位,IP协议制定了统一的IP数据包格式,以消除个通信子网中的差异,从而为信息发送方和接收方提供了透明的传输通道.编制本程序前,首先要对IP包的格式有一定了解,图1给出了IP协议的数据包格式. IP数据包的第一个字段是版本字段,其度是4位,表示所使用的IP协议的版本.目前的版本是IPV4,版本字段的值是4,下一代版本是IPV6,版本字段值是6.本程序主要针对版本是IPV4的数据包的解析. 报头标长字段为4位,它定义了以4B为一个单位的IP包的报文长度.报头中除了选项字段和填充域字段外,其他各字段是定长的.因此,IP数据包的头长度在20—40B之间,是可变的. 0 4 8 16 19 24 图1 IP数据包的格式 服务类型字段共8位,用于指示路由器如何处理该数据包.该字段长度由4位服务类型(TOS)子域和3位优先级子域组成,1位为保留位,该字段结构如图2所示. B7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
TCP数据包的发送和接收设计报告
湖北工业大学 课程设计报告 设计题目：TCP数据包的发送和接收专业：计算机科学与技术 班级：10计科2班 学号：11 姓名：吕红杰 指导老师：涂军
一．设计题目 发送和接收TCP数据包 二．设计要求 1．正确理解题意； 2．具有良好的编程规范和适当的注释； 3．有详细的文档，文档中应包括设计题目涉及的基础知识、设计思路、程序流程图、程序清单、开发中遇到的问题及解决方法、设计中待解决的问题及改进方向。 三．需求分析 TCP是一种面向连接的、可靠的传输层协议。TCP协议工作在网络层IP协议的基础上。本课程设计的目的是设计一个发送和接收TCP数据包的程序，其功能是填充一个TCP数据包，发送给目的主机，并在目的主机接收此TCP数据包，将数据字段显示显示在标准输出上。 四．具体设计 1.创建一个原始套接字，并设置IP头选项 SOCKET sock; sock = socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP); 或者： sock=WSASoccket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPE D); 这里，设置了SOCK_RAW标志，表示我们声明的是一个原始套接字类型。 为使用发送接收超时设置,必须将标志位置位置为WSA_FLAG_OVERLAPPED。在本课程设计中，发送TCP包时隐藏了自己的IP地址，因此我们要自己填充IP头，
设置IP头操作选项。其中flag设置为ture，并设定 IP_HDRINCL 选项，表明自己来构造IP头。 setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_HDRINCL, (char *)&Flag, sizeof(Flag)); int timeout=1000； setsockopt(sock, SOL_SOCKET,SO_SNDTIMEO,(char*)&timeout, sizeof(timeout)); 在这里我们使用基本套接字SOL_SOCKET，设置SO_SNDTIMEO表示使用发送超时设置，超时时间设置为1000ms。 2.构造IP头和TCP头 这里， IP头和TCP头以及TCP伪部的构造请参考下面它们的数据结构。typedef struct _iphdr 算校验和的子函数 在填充数据包的过程中，需要调用计算校验和的函数checksum两次，分别用于校验IP头和TCP头部（加上伪头部），其实现代码如下： USHORT checksum(USHORT *buffer, int size) { unsigned long cksum=0; while(size >1) { cksum+=*buffer++; size -=sizeof(USHORT); } if(size ) { cksum += *(UCHAR*)buffer; } cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff); cksum += (cksum >>16);
TCPIP实验之IP数据包分析--
TCP/IP协议与编程实验 姓名: 班级： 学号： 实验题目用Wireshark抓包分析ip数据包 一、实验目的 1、了解并会初步使用Wireshark，能在所用电脑上进行抓包 2、了解IP数据包格式，能应用该软件分析数据包格式 3、查看一个抓到的包的内容，并分析对应的IP数据包格式 二、实验内容 Wireshark 是网络包分析工具。网络包分析工具的主要作用是尝试捕获网络包，并尝试显示包的尽可能详细的情况。 实验步骤： 1、打开wireshark，选择接口选项列表。或单击“Capture”，配置“option” 选项。
2、设置完成后，点击“start”开始抓包： 3、显示结果： 3、选择某一行抓包结果，双击查看此数据包具体结构。
4、捕捉IP数据报。 ① 写出IP数据报的格式。 IP数据报首部的固定部分中的各字段含义如下： (1)版本占4位，指IP协议的版本。通信双方使用的IP协议版本必须一致。目前广泛使用的IP协议版本号为4（即IPv4）。 (2)首部长度占4位，可表示的最大十进制数值是15。请注意，这个字段所表示数的单位是32位字长（1个32位字长是4字节），因此，当IP的首部长度为1111时（即十进制的15），首部长度就达到60字节。当IP分组的首部长度不是4字节的整数倍时，必须利用最后的填充字段加以填充。因此数据部分永远在4字节的整数倍开始，这样在实现IP协议时较为方便。首部长度限制为60 字节的缺点是有时可能不够用。但这样做是希望用户尽量减少开销。最常用的首部
3)区分服务占8位，用来获得更好的服务。这个字段在旧标准中叫做服务类型，但实际上一直没有被使用过。1998年IETF把这个字段改名为区分服务 DS(Differentiated Services)。只有在使用区分服务时，这个字段才起作用。 (4)总长度总长度指首部和数据之和的长度，单位为字节。总长度字段为16位，因此数据报的最大长度为216-1=65535字节。长度就是20字节（即首部长度为0101），这时不使用任何选项。 (5)标识(identification) 占16位。IP软件在存储器中维持一个计数器，每产生一个数据报，计数器就加1，并将此值赋给标识字段。但这个“标识”并不是序号，因为IP是无连接服务，数据报不存在按序接收的问题。当数据报由于长度超过网络的MTU而必须分片时，这个标识字段的值就被复制到所有的数据报的标识字段中。相同的标识字段的值使分片后的各数据报片最后能正确地重装成为原来的数据报。 (6)标志(flag) 占3位，但目前只有2位有意义。 标志字段中的最低位记为MF(More Fragment)。MF=1即表示后面“还有分片”的数据报。MF=0表示这已是若干数据报片中的最后一个。 标志字段中间的一位记为DF(Don’t Fragment)，意思是“不能分片”。只有当DF=0时才允许分片。 7)片偏移占13位。片偏移指出：较长的分组在分片后，某片在原分组中的相对位置。也就是说，相对用户数据字段的起点，该片从何处开始。片偏移以8 个字节为偏移单位。这就是说，每个分片的长度一定是8字节（64位）的整数倍。 (8)生存时间占8位，生存时间字段常用的的英文缩写是TTL(Time To Live)，表明是数据报在网络中的寿命。由发出数据报的源点设置这个字段。其目的是防止无法交付的数据报无限制地在因特网中兜圈子，因而白白消耗网络资源。最初的设计是以秒作为TTL的单位。每经过一个路由器时，就把TTL减去数据报在路由器消耗掉的一段时间。若数据报在路由器消耗的时间小于1秒，就把TTL值减1。当TTL值为0时，就丢弃这个数据报。 ＃TTL通常是32或者64，scapy中默认是64 (9)协议占8位，协议字段指出此数据报携带的数据是使用何种协议，以便使目的主机的IP层知道应将数据部分上交给哪个处理过程。（在scapy中，下层的这个protocol一般可以从上曾继承而来，自动填充，我们一般可以省略不填此项） (10)首部检验和占16位。这个字段只检验数据报的首部，但不包括数据部分。这是因为数据报每经过一个路由器，路由器都要重新计算一下首部检验和
实验4_IP协议分析
实验4 IP协议分析 在这个实验里，我们将研究IP协议，通过执行traceroute程序来分析IP数据包发送和接收的过程。我们将研究IP数据包的各个字段，详细学习IP数据包的分片。 一、捕获traceroute 为了产生一个IP数据包，我们将使用traceroute程序来向一些目的地发送不同大小的数据包，这个软件我们在第一个实验已作过简单的尝试了。 但我们试图在IP头部首先发送一个或者更多的具有TTL的数据包，并把TTL的值设置为1；然后向同一个目的地发送一系列具有TTL值为2的数据包；接着向同一个目的地发送一系列具有TTL值为3的数据包等等。路由器在每次接收数据包时消耗掉一个TTL，当TTL达到0时，路由器将会向源主机返回一个ICMP的消息（类型为11的TTL溢出），这样一个TTL值为1的数据包将会引起路由器从发送者发回一个ICMP的TTL溢出消息产生一跳，TTL值为2的数据包发送时会引起路由器产生两跳，TTL值为3的数据包则会引起路由器产生3跳。基于这种方式，主机可以执行traceroute观察ICMP的TTL溢出消息，记录每个路由器的ICMP的溢出消息的源IP地址，即可标识出主机和目的地之间的所有路由器。 我们要运行traceroute让它发送多种长度的数据包，由Windows提供的tracert程序不允许改变由tracert程序发送的ICMP的回复请求消息的大小，在Windows下比较好的一个是pingplotter，它可以在以下网站下载共享版本（现在已下载好存在共享文件夹的压缩包中）： 安装pingplotter标准版（你有一个30天的试用期），通过对你所喜欢的站点执行一些traceroute来熟悉这个工具。ICMP回复请求消息的大小可以在pingplotter中设置：Edit-> Options->Default Setting->enginet，在packet size字段中默认包的大小是56字节。pingplotter 发送一系列TTL值渐增的包时，Trace时间间隔的值和间隔的个数在pingplotter中能够设置。按下面步骤做： 1启动Iris，开始包捕获； 2启动pingplotter，然后在“Address to Trace”窗口输入目的地目标的名字： 172.16.1.1 （1岛输入172.16.6.1） 在“# of times to Trace”区域输入3。然后选择Edit-> Options->Default Setting->engine，确认在packet size字段的值为56，点OK。然后按下 Trace按钮。你看到的pingplotter窗口类似如上：
tcpip详解卷阅读笔记(4)TCP
https://www.docsj.com/doc/c58357248.html,/net/201201/116442.html 最后终于来到了大块头TCP协议，为了给应用层提供可靠的传输服务，tcp协议设计了各种机制以实现丢包、重发、乱序、链路传输错误等传输过程中可能出现的错误。 1. TCP协议概述 我们首先来看一下TCP协议的首部，它将给收发两端提供怎样的信息： 与UDP一样，TCP报头的前8个字节也是源和目的端的端口号。<源ip地址，源端口号，目的ip地址，目的端口号>（即一个socket pair）确定一条tcp连接。 序列号用来标识从TCP发端向TCP收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。反过来，确认序列号是表示TCP发端期望从TCP收端收到的下一个字节（好像说得不是很清楚，后面再说）。 首部长度给出首部中32bit字的数目，跟IP首部一样，TCP最多有60字节的首部。 接下来是6个标志比特，它们中的多个可以被同时设置为1： URG：紧急指针有效，与后面的紧急指针结合起来 ACK：确认序号有效 PSH：接收方尽快将这个报文段交给应用层 RST：重建连接 SYN：同步序号用来发起一个连接 FIN：发端完成发送任务，将要关闭连接
检验和的计算方法和UDP中的检验和一样，也要加上伪首部，也要填充奇数字节，与UDP不同的是，TCP强制要求计算检验和，而UDP的检验和是可选的。 窗口大小表明接收端当前的接收能力，以字节为单位，16位窗口限制了最大值为65535字节，在选项字段中，有一个窗口刻度选项，允许这个值按比例放大。 紧急指针是一个正的偏移量，和序号中的值相加表示紧急指针最后一个字节的序号。 选项字段可以包括最长报文大小（MSS），这是最常见的可选字段。每个连接方通常都在通信的第一个报文段中指明这个选项，表明本端所能接收的最大长度的报文段；还有上面我们提到的窗口扩大选项以及时间戳选项，我们将在后面看到时间戳选项的作用。 这里摘录一段话来描述TCP协议：“TCP可以表述为一个没有选择确认或否认的滑动窗口协议。我们说TCP缺少选择确认是因为TCP首部中的确认序列号表示发方已经成功收到字节，但还不包含确认序号所指的字节。当前还无法对数据流中选定的部分进行确认。例如，如果1~1024字节已经成功收到，下一个报文段中包含序号从2049~3072的字节，收端并不能确认这个新的报文段。它所能做的就是发回一个确认序号为1025的ACK。它也无法对一个报文进行否认。例如，如果收到包含1025~2048字节的报文段，但它的检验和错，TCP收端所能做的就是发回一个确认序号为1025的ACK。”这段话也好很地解释了前面提到的确认序列号的问题。 2. 连接的建立与终止 接下来就是著名的tcp建立连接的三次握手了。用时间序列图来表示最清楚不过了：
解析IP数据包课程设计报告
成绩评定表
课程设计任务书
目录 1 课程设计目的 (1) 2 课程设计要求 (2) 3 相关知识 (3) 4 课程设计分析 (6) 5 程序代码 (11) 6 运行结果与分析 (18) 7 参考文献 (18)
1 课程设计目的 IP数据包是网络成传输的基本数据单元，熟悉IP数据包结构对于理解网络工作原理具有重要意义。本课程设计的主要目的是通过接受与解析IP数据包，了解IP数据包的基本结构与IP协议的基本功能。
2 课程设计要求 根据后面介绍的IP数据包结构，编写程序接收并解析IP数据包。 1）以命令行形式运行; ParsePacket log_file 其中，ParsePacket为程序名，log_file为日志文件名。 2）输出内容：IP数据包的各字段值，包括版本、头部长度、服务类型、总长度、标识、分段标志、分段偏移值、生存时间、上层协议类型、头校验和、源IP地址 和目的IP地址等。 3）当程序接收到键盘输入Ctrl+C时退出。
3相关知识 互联网络层是TCP/IP协议参考模型中的关键部分.IP协议把传输层送来的消息组装成IP数据包,并把IP数据包传送给数据链层.IP协议在TCP/IP协议族中处于核心地位,IP 协议制定了统一的IP数据包格式,以消除个通信子网中的差异,从而为信息发送方和接收方提供了透明的传输通道.编制本程序前,首先要对IP包的格式有一定了解,图1给出了IP 协议的数据包格式. IP数据包的第一个字段是版本字段,其度是4位,表示所使用的IP协议的版本.目前的版本是IPV4,版本字段的值是4,下一代版本是IPV6,版本字段值是6.本程序主要针对版本是IPV4的数据包的解析. 报头标长字段为4位,它定义了以4B为一个单位的IP包的报文长度.报头中除了选项字段和填充域字段外,其他各字段是定长的.因此,IP数据包的头长度在20—40B之间,是可变的. 0 4 8 16 19 24 31(位) 图3.1 IP数据包的格式 服务类型字段共8位,用于指示路由器如何处理该数据包.该字段长度由4位服务类型(TOS)子域和3位优先级子域组成,1位为保留位,该字段结构如图2所示. 图3.1 服务类型字段结构
IP及IPSEC协议数据包的捕获与分析
IP及IPSEC协议数据包的捕获与分析
IP及IPSEC协议数据包的捕获与分析 为了掌握掌握IP和IPSEC协议的工作原理及数据传输格式，熟悉网络层的协议。我进行了以下实验：首先用两台PC互ping并查看其IP报文，之后在两台PC上设置IPSEC互ping并查看其报文。最终分析两者的报文了解协议及工作原理。 一、用两台PC组建对等网： 将PC1与PC2连接并分别配置10.176.5.119和10.176.5.120的地址。如图1-1所示。 图1-1 二、两PC互ping： IP数据报结构如图1-2所示。 图1-2 我所抓获的报文如图1-3，图1-4所示：
图1-3 请求包 图1-4 回应包 分析抓获的IP报文： (1)版本：IPV4 (2)首部长度：20字节 (3)服务：当前无不同服务代码，传输忽略CE位，当前网络不拥塞
(4)报文总长度：60字节 (5)标识该字段标记当前分片为第1367分片 (6)三段标志分别指明该报文无保留、可以分段，当前报文为最后一段 (7)片偏移：指当前分片在原数据报（分片前的数据报）中相对于用户数据字段 的偏移量，即在原数据报中的相对位置。 (8)生存时间：表明当前报文还能生存64 (9)上层协议：1代表ICMP (10)首部校验和：用于检验IP报文头部在传播的过程中是否出错 (11)报文发送方IP：10.176.5.120 (12)报文接收方IP：10.176.5.119 (13)之后为所携带的ICMP协议的信息：类型0指本报文为回复应答，数据部分 则指出该报文携带了32字节的数据信息，通过抓获可看到内容为：abcdefghijklmnopqrstuvwabcdefghi 三、IPSec协议配置： 1、新建一个本地安全策略。如图1-5。 图1-5 2、添加IP安全规则。如图1-6.
利用Ethereal分析TCP数据包
利用Ethereal分析TCP数据包一.分析过程： 1．图1 TCP协议图 图2 TCP协议的内容 图3 TCP协议的数据包 2.数据分析 1) 分析：546代表的是Frame的序号，54 bytes代表的是54字节的数据包的长度
2) 分析：其中代表的是MAC地址 字节： 6 6 2 以太网的MAC帧格式 目的地址：00 e0 5c 15 f1 cd（十六进制） 源地址：00 1f d0 b8 da 78（十六进制） 类型：一般类型字段的值是0x0800是，就是宝石上层使用的是IP数据报。如果类型字段分值是0x8137则宝石该帧是由Novell IPX发过来的。
3)分析： 版本：使用的是IP协议版本号为4（即IPv4） 首部长度：20个字节的长度 服务类型（新版本称区分服务）：00，这个字段只有在使用区分服务时，才起作用。在一般的情况下都不使用这个字段的。 总长度：40字节，总长度指的是首部和数据之和的长度 标识：d0 34（十六进制）IP软件在存储器中维持一个计时器，每产生一个数据报，计时器就加1，并将此值赋给标志字段。 标志：001（二进制），目前标志只有两位有意义： 标志最低位记为MF（More Fragment）。MF=1表示后面“还有分片”的数据报， MF=0表示这已是若干数据报片中的最后一个。 标志中间的一位记为DF（Don’t Fragment），意思是“不能分片”。只有当DF=0 是才允许分片。 片偏移：0，0000，0000,0000（二进制） 生存时间：80（十进制128s）生存时间表明的是数据报在网络中的寿命，一般以秒作为其单元。 协议：协议字段指出次此数据报携带的数据是使用何种协议，以便使目的主机的IP层知道应将数据部分交给那个处理过程。 首部检验和：5167（二进制：0101，0001,0110,0111）这个字段值检验数据报的首部，但不包括数据部分。 源IP地址：192.168.1.3 目的IP地址：219.133.60.3 4)
发送TCP数据包
四川理工学院 课程设计书 学院计算机学院 专业计算机科学与技术 班级09级04班 题目发送TCP数据包 教师王非，何绍荣，陈超 学生赵清勇，谭凯，唐红琴
实验分工： 程序设计、编写代码由全小组成员共同完成 谭凯：在vc下调试运行程序、文档编写 赵清勇：在dos下运行检查、初步完成课程设计报告唐红琴：查找资料、整理课程设计报告
目录 一课程设计准备 (4) 1.1课程设计目的 (4) 1.2课程设计的要求 (4) 1.3相关知识 (5) 1.4工作环境 (7) 二课程设计分析 (7) 2.1使用原始套接字 (7) 2．2定义IP头部、TCP头部和伪头部的数据结构 (8) 2.3计算校验和的子函数 (10) 2.4程序流程图 (11) 三源代码 (12) 四运行结果与运行情况 (18) 五自我评析和总结 (19) 六参考文献 (20)
发送TCP数据包 一课程设计准备 1.1课程设计目的 TCP（传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的传输层协议。TCP协议在网络层IP协议的基础上，向应用层用户进程提供可靠的、全双工的数据传输流。本课程设计的目的就是设计一个发送TCP数据包的程序，并根据本设计说明TCP数据包的结构以及TCP协议与IP协议的关系，使学生对TCP协议的工作原理有更深入的认识。 1.2课程设计的要求 本程序的功能是填充一个TCP数据包，并发送给目的主机。1）以命令行形式运行：SendTCP sourse_ip sourse_port dest_ip dest_port 其中，SendTCP为程序名；sourse_ip为源端IP地址；sourse_port 为源埠；dest_ip为目的IP地址；dest_port为目的埠。 2）其它的TCP头部参数请自行设定。 3）数据字段为“This is my homework of network,I am happy!”。4）发送成功后在屏幕上输出”send OK”。
计算机网络课程设计-IP数据包解析实验报告
< 解析IP数据报实验报告 - … （
目录 目录 (2) 1、课程设计目的 (2) 2、课程设计要求 (2) < 3、相关知识 (2) 4、课程设计分析 (6) 网卡设置 (6) 使用套接字 (7) 接收数据包 (7) 定义IP头部的数据结构 (8) IP包的解析 (9) 协议的定义 (9) ; 捕获处理 (9) 5、运行结果 (10) 6、总结 (11) 7、课程设计参考资料 (11) 8、源程序代码 (11) ， /
, 1、课程设计目的 本课程设计的目的就是设计一个解析IP数据包的程序，并根据这个程序，说明IP数据包的结构及IP协议的相关问题，从而对IP层的工作原理有更好的理解和认识。 2、课程设计要求 本设计的目标是捕获网络中的IP数据包，解析数据包的内容，将结果显示在标准输出上，并同时写入日志文件。 程序的具体要求如下： 1）以命令行形式运行：ipparse logfile，其中ipparse是程序名, 而logfile 则代表记录结果的日志文件。 2）在标准输出和日志文件中写入捕获的IP包的版本、头长度、服务类型、数据包总长度、数据包标识、分段标志、分段偏移值、生存时间、上层协议类型、头校验和、源IP地址和目的IP地址等内容。 3）当程序接收到键盘输入Ctrl+C时退出。 3、相关知识 互联网络层是TCP/IP协议参考模型中的关键部分.IP协议把传输层送来的消息组装成IP数据包,并把IP数据包传送给数据链层.IP协议在TCP/IP协议族
中处于核心地位,IP协议制定了统一的IP数据包格式,以消除个通信子网中的差异,从而为信息发送方和接收方提供了透明的传输通道.编制本程序前,首先要对IP包的格式有一定了解,图1给出了IP协议的数据包格式. - IP数据包的第一个字段是版本字段,其度是4位,表示所使用的IP协议的版本.目前的版本是IPV4,版本字段的值是4,下一代版本是IPV6,版本字段值是6.本程序主要针对版本是IPV4的数据包的解析. 报头标长字段为4位,它定义了以4B为一个单位的IP包的报文长度.报头中除了选项字段和填充域字段外,其他各字段是定长的.因此,IP数据包的头长度在20—40B之间,是可变的. 0 4 8 16 19 24 31 图1 IP数据包的格式 服务类型字段共8位,用于指示路由器如何处理该数据包.该字段长度由4位服务
TCP数据包格式
TCP数据包格式 TCP协议也是建立在IP协议之上的,不过TCP协议是可靠的.按照顺序发送的.TCP的数据结构比前面的结构都要复杂. 每行32位=4字节。 Source Port (16) | Destination Port (16) Sequence Number (32) Acknowledgment Number (32) Data Offset(4) | Reserved (6)|UGR|ACK|PSH|RST|SYN|FIN|Window(16) Checksum (16) | Urgent Pointer (16) Options (0 or more 32 bit words + padding) DATA TCP各字段的含义 Source Port & Destination Port 如果我们将IP比喻成地址那麽Port可以说是门口了试想一下一座大楼有前门後门侧门送货的门出货的门倒垃圾的门扔死尸的门等等乱七八糟的门...... 那麽一个IP地址也有着好多个各种功能的port而每一个port都被不同的服务倾听着就好比看门人一样。 下面是一些常用port和其对应的服务有兴趣的朋友可以在Linux的/etc/services这个档案找到它们 ftp-data 20/tcp ftp 21/tcp telnet 23/tcp smtp 25/tcp mail www 80/tcp http # WorldWideWeb HTTP www 80/udp # HyperText Transfer Protocol pop-3 110/tcp # POP version 3 pop-3 110/udp
解析IP数据包课程设计
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课程设计任务书 目录 1．实验目的 2．实验要求 ) 3．预备知识 4．课程设计分析 5．实现过程 6．程序流程图 ! 7．相关扩展 8．实习体会
9．参考文献 一．实验目的： 设计一个解析IP数据包的程序,并根据这个程序,说明IP数据包的结构及IP协议的相 关问题,从而IP层的工作原理有更好的理解和认识. 、 二．实验要求： 本设计的目标是捕获网络中数据包,解析数据包的内容,将、结果显示在标准输出上, 并同时写入日志文件. 程序的具体要求如下: 3)以命令行形式运行:ipparse logfile,其中ipparse是程序名,而logfile则代表记录 结果的日志文件. 4)在标准输出和日志文件中写入捕获的IP数据包的版本,头长度,服务类型,数据包总长 度,数据包标识,分段标志,分段偏移值,生存时间,上层协议类型,头校验和,源IP地址 和目的IP地址等内容. 当程序接收到键盘输入Ctrl+C时退出. ~ 三.预备知识 互联网络层是TCP/IP协议参考模型中的关键部分.IP协议把传输层送来的消息组装成IP数据包,并把IP数据包传送给数据链层.IP协议在TCP/IP协议族中处于核心地 位,IP协议制定了统一的IP数据包格式,以消除个通信子网中的差异,从而为信息发送 方和接收方提供了透明的传输通道.编制本程序前,首先要对IP包的格式有一定了解, 图1给出了IP协议的数据包格式. IP数据包的第一个字段是版本字段,其度是4位,表示所使用的IP协议的版本.目前的版本是IPV4,版本字段的值是4,下一代版本是IPV6,版本字段值是6.本程序主要 针对版本是IPV4的数据包的解析. 报头标长字段为4位,它定义了以4B为一个单位的IP包的报文长度.报头中除了选项字段和填充域字段外,其他各字段是定长的.因此,IP数据包的头长度在20—40B 之间,是可变的. 0 4 8 16 19 24 31
TCP数据包的封装与发送
TCP数据包的封装与发送 一、实验目的 1.掌握TCP的工作特点； 2.熟悉TCP数据包的结构； 3.深刻理解网络体系结构中传输层与上下层之间的关系； 二、实验环境 1.PC机一台 2.Windows 操作系统 三、实验准备 1.复习TCP协议的相关内容； 2.熟练掌握TCP数据包中各自段的作用； 四、实验内容（二选一） 1.编写程序构造TCP包结构，并填写各字段，将封装后的TCP包的内容在屏幕上输出并写入指定的文件中； 2.TCP包的数据字段内容额长度自定； 五、实验报告要求 1.报告内容要有主程序的流程图和程序代码； 2.报告内容要有运行结果的截图； 3.对实验过程进行分析，对存在的问题分析。 实验相关代码 #include
#define SOUR_PORT 8080 //源端口号 typedef struct ip_hdr //定义IP首部 { UCHAR h_verlen; //4位首部长度,4位IP版本号UCHAR tos; //8位服务类型TOS USHORT total_len; //16位总长度（字节） USHORT ident; //16位标识 USHORT frag_and_flags; //3位标志位 UCHAR ttl; //8位生存时间TTL UCHAR proto; //8位协议(TCP, UDP 或其他) USHORT checksum; //16位IP首部校验和 ULONG sourceIP; //32位源IP地址 ULONG destIP; //32位目的IP地址 }IP_HEADER; typedef struct tsd_hdr //定义TCP伪首部 { ULONG saddr; //源地址 ULONG daddr; //目的地址 UCHAR mbz; //没用 UCHAR ptcl; //协议类型 USHORT tcpl; //TCP长度 }PSD_HEADER; typedef struct tcp_hdr //定义TCP首部 { USHORT th_sport; //16位源端口 USHORT th_dport; //16位目的端口 ULONG th_seq; //32位序列号 ULONG th_ack; //32位确认号 UCHAR th_lenres; //4位首部长度/6位保留字 UCHAR th_flag; //6位标志位 USHORT th_win; //16位窗口大小 USHORT th_sum; //16位校验和 USHORT th_urp; //16位紧急数据偏移量 }TCP_HEADER; using namespace std; //主要函数： //CheckSum:计算校验和的子函数 USHORT checksum(USHORT *buffer, int size) { unsigned long cksum=0; while(size >1) { cksum+=*buffer++; size -=sizeof(USHORT);
tcp,ip详解卷1,协议,下载
竭诚为您提供优质文档/双击可除tcp,ip详解卷1,协议,下载 篇一：tcp_ip协议详解 tcp/ip协议详解 这部分简要介绍一下tcp/ip的内部结构，为讨论与互联网有关的安全问题打下基础。tcp/ip协议组之所以流行，部分原因是因为它可以用在各种各样的信道和底层协议（例如t1和x.25、以太网以及Rs-232串行接口）之上。确切地说，tcp/ip协议是一组包括tcp协议和ip协议，udp （userdatagramprotocol）协议、icmp （internetcontrolmessageprotocol）协议和其他一些协议的协议组。 tcp/ip整体构架概述 tcp/ip协议并不完全符合osi的七层参考模型。传统的开放式系统互连参考模型，是一种通信协议的7层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层是:物理层、数据链路层、网路层、传输层、话路层、表示层和应用层。而tcp/ip通讯协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的
下一层所提供的网络来完成自己的需求。这4层分别为：应用层：应用程序间沟通的层，如简单电子邮件传输（smtp）、文件传输协议（Ftp）、网络远程访问协议（telnet）等。 传输层：在此层中，它提供了节点间的数据传送服务，如传输控制协议（tcp）、用户数据报协议（udp）等，tcp和udp给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。 互连网络层：负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收），如网际协议（ip）。 网络接口层：对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如ethernet、serialline等）来传送数据。 tcp/ip中的协议 以下简单介绍tcp/ip中的协议都具备什么样的功能，都是如何工作的： 1．ip 网际协议ip是tcp/ip的心脏，也是网络层中最重要的协议。 ip层接收由更低层（网络接口层例如以太网设备驱动程序）发来的数据包，并把该数据包发送到更高层---tcp或udp层；相反，ip层也把从tcp或udp层接收来的数据包传
解析ip数据包
目录 一、课程设计的目的 (1) 二、课程设计要求 (1) 三、需求分析 (1) 1.先对网卡进行编程，以便连接IP层的数据包。 (1) 2.预先创建一个logfile文件来保存所解析的IP数据包。 (1) 3.使用recv函数实现接收数据包的功能。 (1) 四、设计分析 (1) 4.1 网卡设置 (1) 4.2 使用套接字 (2) 五、程序测试 (3) 六、小结 (5) 七、附录 (5)
一、课程设计的目的 本章课程设计的目的就是设计一个解析IP数据包的程序，并根据这个程序，说明IP数据包的结构及IP协议的相关问题，从而对IP层的工作原理有更好的理解和认识。 二、课程设计要求 本设计的目标是捕获网络中的IP数据包，解析数据包的内容，将结果显示在标准输出上，并同时写入日志文件。 程序的具体要求如下： 1）以命令行形式运行：ipparse logfile，其中ipparse是程序名, 而logfile 则代表记录结果的日志文件。 2）在标准输出和日志文件中写入捕获的IP包的版本、头长度、服务类型、数据包总长度、数据包标识、分段标志、分段偏移值、生存时间、上层协议类型、头校验和、源IP地址和目的IP地址等内容。 3）当程序接收到键盘输入Ctrl+C时退出。 三、需求分析 1.先对网卡进行编程（使用套接字进行编程），以便连接IP层的数据包。 2.预先创建一个logfile文件来保存所解析的IP数据包。 3.使用recv函数实现接收数据包的功能。 4.编写ipparse函数解析捕获的数据包的版本、头长度、服务类型、数据包总长度、数据包标识、分段标志、分段偏移值、生存时间、上层协议类型、头校验和、源IP地址和目的IP地址等内容。 四、设计分析 4.1 网卡设置