在編寫網路程式時，常使用tcp協議。那麼乙個tcp包到底由哪些東西構成的呢？其實乙個tcp包，首先需要通過ip協議承載，而ip報文，又需要通過乙太網傳送。下面我們來看看幾種協議頭的構成
一 .ethernet頭
以太幀分好幾種型別，常見的以太幀為ethernet ii
下面就是乙個典型的ethernet ii幀
ethernet ii型別乙太網幀的最小長度為64位元組（6＋6＋2＋46＋4），最大長度為1518位元組（6＋6＋2＋1500＋4）
首先是目的mac 6個位元組，然後源mac6個位元組，接下來資料型別兩個位元組。
常見的型別如下
ipv4: 0x0800
arp:0x0806
pppoe:0x8864
802.1q tag: 0x8100
ipv6: 0x86dd
mpls label:0x8847
然後是資料長度，46-1500位元組。對於不定長的資料報，幀最後還有4個位元組的fcs(frame check sequence)
下面是乙個以太幀頭示例，該報文型別為ipv4(0x8000)
二 ip頭部
對於乙個ipv4型別的以太幀，資料的開始就是ip頭部。一般ipv4的頭部是20個位元組。
版本號（version）：4bit。表明ip協議的版本號。一般為0100（ipv4），0110（ipv6）
ip包頭長度（header length）：4bit。用於描述ip包頭長度，因為ip包頭長度是可變的。
這裡所指示的長度，是以4個位元組為乙個單位。例如，乙個ip包頭的長度最長為「1111」，即15*4＝60個位元組。ip包頭最小長度為20位元組。
服務型別（type of service）：長度8位元。
ip包總長（total length）：16bit。 以位元組為單位計算的ip包的長度 (包括頭部和資料)，所以ip包最大長度65535位元組。
識別符號（identifier）:16bit。該字段和flags和fragment
offest欄位聯合使用，對較大的上層資料報進行分段（fragment）操作。路由器將乙個包拆分後，所有拆分開的小包被標記相同的值，以便目的端裝置能夠區分哪個包屬於被拆分開的包的一部分。
標記（flags）：3bit。第一位是保留位不使用。第二位是df（don't
fragment）位，df位設為1時表明路由器不能對該資料報分包。如果乙個資料報無法在不分段的情況下傳送，則路由器會丟棄該資料報並返回乙個錯誤資訊。第三位是mf（more fragments）位，當路由器對乙個上層資料報分段，則路由器會在除了最後乙個分段的ip包的包頭中將mf位設為1。
片偏移（fragment offset）：13bit。表示該ip包在該組分片包中位置，接收端靠此來組裝還原ip包。
生存時間（ttl）：8bit。當ip包在網路上傳送時，每經過乙個路由器，ttl就自動減一。值為0時，則丟棄報文。防止報文進入環路
協議（protocol）：8bit。標識ip頭後面的報文協議型別
以下是比較常用的協議號：
1 icmp
2 igmp
6 tcp
17 udp
88 igrp
89 ospf
頭校驗和（header
checksum）：16bit。用來做ip頭部的正確性檢測，但不包含資料部分。由於路由器會改變ttl，所以路由器會為每個通過的資料報重新計算這個值。
源和目的位址（source and destination addresses）：這兩個地段都是32位元。標識了這個ip包的起源和目標位址。要注意除非使用nat，否則整個傳輸的過程中，這兩個位址不會改變。
下圖就是乙個ip頭的內容
三 tcp 頭部
tcp封裝在ip報文中的時候，如下圖所示，tcp頭緊接著ip頭(ipv6有擴充套件頭的時候，則tcp頭在擴充套件頭後面)，不攜帶選項(option)的tcp頭長為20bytes，攜帶選項的tcp頭最長可到60bytes。
源埠(source port)：16bit, 表示報文傳送方的埠號
目的埠(destination port): 16bit，表示報文接收方的埠號
序列號（sn）：32bit，標識了tcp報文中第乙個byte在對應方向的傳輸中對應的位元組序號。當syn出現，序列碼實際上是初始序列碼（isn），而第乙個資料位元組是isn+1，單位是byte。比如傳送端傳送的乙個tcp包淨荷(不包含tcp頭)為12byte，sn為5，則傳送端接著傳送的下乙個資料報的時候，sn應該設定為5+12=17。通過系列號，tcp接收端可以識別出重複接收到的tcp包，從而丟棄重複包，同時對於亂序資料報也可以依靠系列號進行重排序，進而對高層提供有序的資料流。另外syn標誌和fin標誌在邏輯上也占用乙個byte，當syn標誌位有效的時候，該字段也稱為isn(initial sequence number)，詳細請參考後續的tcp連線管理。
應答號(ack)：32bit，標識了報文傳送端期望接收的位元組序列。如果設定了ack控制位，這個值表示乙個準備接收的包的序列碼，注意是準備接收的包，比如當前接收端接收到乙個淨荷為12byte的資料報，sn為5，則傳送端可能會回覆乙個確認收到的資料報，如果這個資料報之前的資料也都已經收到了，這個資料報中的ack number則設定為12+5=17，表示17byte之前的資料都已經收到了。在舉乙個例子，如果在這個資料報之前有個sn為3，淨荷為2byte的資料報丟失，則在接受端接收到這個sn為5的亂序資料報的時候，協議要求接收端必須要回覆乙個ack確認包，這個確認包中的ack number只能設定為3。
頭長(header length)：4bit，指示tcp頭的長度，即資料從何處開始。最大為15，單位是32位元，即4個位元組，與ip頭中的長度定義相同。
保留(reserved)：4bit，這些位必須是0。為了將來定義新的用途所保留，其中rfc3540將reserved欄位中的最後一位定義為nonce標誌。
標誌(code bits)：8bit
cwr(congestion window reduce)：擁塞視窗減少標誌被傳送主機設定，用來表明它接收到了設定ece標誌的tcp包，傳送端將通過降低傳送視窗的大小來降低傳送速率
ece(ecn echo)：ecn響應標誌被用來在tcp3次握手時表明乙個tcp端是否具備ecn功能，並且表明接收到的tcp包的ip頭部的ecn被設定為11。更多資訊請參考rfc793。
urg(urgent)：表示緊急(the
urgent pointer) 指標是否有效。
ack(acknowledgment)：1表示這是乙個確認的tcp包， 0則不是確認包。
psh(push)：該標誌置位時，一般是表示傳送端快取中已經沒有待傳送的資料，接收端不將該資料進行佇列處理，而是盡可能快將資料轉由應用處理。
rst(reset)：用於復位相應的tcp連線。通常在發生異常或者錯誤的時候會觸發復位tcp連線。
syn(synchronize)：表示同步序列編號(synchronize
sequence numbers)是否有效。該標誌僅在三次握手建立tcp連線時有效。它提示tcp連線的服務端檢查序列編號，該序列編號為tcp連線發起端(一般是客戶端)的初始序列編號。在這裡，可以把tcp序列編號看作是乙個範圍從0到4，294，967，295的32位計數器。通過tcp連線交換的資料中每乙個位元組都經過序列編號。在tcp報頭中的序列編號欄包括了tcp分段中第乙個位元組的序列編號。
fin(finish)：帶有該標誌置位的資料報用來結束乙個tcp會話，但對應埠仍處於開放狀態，準備接收後續資料。當fin標誌有效的時候我們稱呼這個包為fin包。
視窗大小(window size)：16bit，表示從ack
number開始還能接收多少位元組的資料量，即當前接收端的接收視窗還有多少剩餘空間。用於tcp的流量控制。
校驗和(checksum)：16bit。傳送端基於資料內容計算乙個數值，接收端要與傳送端數值結果完全一樣，才能證明資料的有效性。接收端checksum校驗失敗的時候會直接丟掉這個資料報。checksum是根據偽頭+tcp頭+tcp資料三部分進行計算的。
緊急指標（urgent
選項(option)：長度不定，但長度必須以是32bits的整數倍。常見的選項包括mss、sack、timestamp等等，後續的內容會分別介紹相關選項。
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