TCP IP學習筆記（一）

tcp/ip學習筆記（一）

一、 tcp/ip結構：

tcp/ip是乙個四層協議，結構如下：

1、應用層：各種應用程式和協議，如http、ftp等。

2、傳輸層：tcp和udp

tcp提供一種可靠的運輸層服務，但udp是不可靠的，不能保證資料報到正確到達目的地。

3、網路層：ip、igmp、icmp

ip提供的是一種不可靠的服務，也就是盡可能塊地把分組從源節點送到目的節點，但並

不提供任何可靠性保證。icmp是ip的附屬協議，主要用來交換錯誤報文，igmp是組管理協議，用來將udp資料報多播到多個主機。

4、鏈路層：裝置驅動程式和網絡卡等

二、 ip位址和子網掩碼

要學習tcp/ip協議，首先要提到的是ip位址。每台主機的ip位址是乙個32位的二進位制數。每個ip位址被分割位兩部分：字首和字尾。字首用來確定計算機從屬的物理網路，字尾用來確定網路上單獨的計算機。網際網路上每乙個物理網路都有乙個唯一的值作為網路號，該網路號必須全球一致。

1、ip位址分類：

ip位址分位五類：a類、b類、c類、d類、e類，其中a類、b類和c類為基本類，d類用於多播，e類屬於保留類，現在不用。它們的格式如下（其中*代表網路號）：

a類：0******* ******xx ******xx ******xx

b類：10****** ******** ******xx ******xx

c類：110***** ******** ******** ******xx

d類：1110**** ******xx ******xx ******xx

e類：1111**** ******xx ******xx ******xx

乙太網首部

(14)

ip首部

(20)

tcp首

部(20)

應用資料

乙太網尾部(4)

四、 ip首部：

ip協議是tcp/ip協議族中最核心的協議，所有的tcp、udp、icmp和igmp資料都以ip資料報格式傳輸。ip傳輸的兩個特點：不可靠和無連線。ip協議並不保證資料報能成功地到達目的地，也不維護後續資料報的狀態資訊。必須由上層協議處理。

4位版本

4位首部長度

8位服務型別

16位總長度（位元組數）

16位標識

3位標誌

13位片偏移

8位ttl

8位協議

16位首部檢驗和

32位源ip位址

32位目的ip位址

ip首部定義：

typedef struct ip_hdr
ip,ipv4_hdr, *pipv4_hdr, far * lpipv4_hdr;

說明：ip_verlen前4位目前為4，表示為ipv4，後4位為5，表示首部長度為5x4=20個位元組。

ip_tos為服務型別(type of service)，aaabbbbc，aaa為優先權子欄位，現在已被忽略，bbbb為tos子欄位，代表：最小時延、最大吞吐量、最高可靠性和最小費用，c未使用必須為0。如果bbbb均為0，則表示為一般服務。目前大多數tcp/ip實現都不支援tos特性。

ip_totallength為ip資料報的總長度，以位元組為單位，因此理論最大值為65535，但實際是不可能的。

ip_id為唯一標識主機傳送的每乙個資料報，通常每發乙份它的值就會加1。

ip_off前3位標誌abc,a為保留，必須為0，b為不分片標誌,c為更多分片標誌。

ip_off後13位為分片位置，以8位元組為單位計算。因此，除最後乙個分片外，其他每個分片都希望是乙個8位元組倍數的資料，從而使後面的分片從8位元組邊界開始。

ip_ttl為ip報的生存週期，每經過乙個路由器就減1，如果該字段為0，則該資料報被丟棄。

ip_protocol：1=icmp,2=igmp,6=tcp,17=udp

ip_checksum為資料報的首部檢驗和。計算方法如下：

ushort checksum(ip *ip, int size) 
if (size) 
cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff);
cksum += (cksum >>16);
return (ushort)(~cksum);
}

icmp、igmp、tcp和udp協議也採用相同的檢驗和演算法。

五、埠號：tcp/udp都使用乙個16bit地埠號來表示不同地程式。

1、知名埠：一般介於1～255之間，例如：ftp的tcp埠號是21。

2、臨時埠，由於客戶端對埠號一般並不關心，只需保證唯一就可以了，所以系統一般分配臨時埠號。

六、鏈路層：(以乙太網為例，位址為48bit)

1、鏈路層的功能：

◆ 為ip模組傳送和接收ip資料報

◆ 為arp模組傳送arp請求和接收arp應答

◆ 為rarp模組傳送rarp請求和接收rarp應答

2、乙太網的封裝，乙太網ip資料報的封裝在rfc 894中定義的：

目的位址

(6)源位址

(6)型別

(2)資料(46-1500)，包括ip、arp、rarp

crc(4)

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