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  • TCP报头与UDP报头的区别

    千次阅读 2017-09-05 19:38:26
    TCP报头与UDP报头的区别

    一、TCP报头

    这里写图片描述
    TCP报头:
    (1)16位端口号:告诉主机该报文段是来自哪里,以及传给哪个上层协议或者应用程序(目的端口)的。
    (2)32位序号:给发送的数据编号。(随机值+偏移量(偏移量决定序号的大小));32位序号能够指定数据传送过去的序号。
    作用:A、保证发送的数据有序;B、保证重复的数据报被丢弃。
    (3)32位确认号:对A端发送的数据进行确认并回馈的序号。(在32位序中的序号值加1返回回去)。
    作用:保证数据能够有效地到达对端。
    (4)4位头部长度:因为4位最大能表示15,所以最大为60个字节。
    (5)6位标志位:
    PSH:通知尽快读取数据;
    RST:请求重新建立连接;
    SYN:请求建立连接;
    FIN:请求断开连接;
    ACK:表示确认号是否有效;
    URG:表示禁忌之阵是否有效。
    (6)16位窗口大小:控制发送数据的速度或流量。
    (7)16位校验和:由发送端填充,接收端对TCP报文段在传输过程中是否损坏。检验不仅包括头部部分,还包括数据部分。
    (8)16位紧急指针:一个正的偏移量(相当于当前序号的偏移)。紧急指针是发送端向接收端发送紧急数据的方法。
    TCP的特点的可靠性就体现在:32位序号,32位确认号16位校验和。面向连接体现在:URG、RST、SYN、FIN、ACK、PSH等六位标志。

    二、UDP报头

    这里写图片描述

    (1)用户数据报长度:包括报头和数据部分的总长度。
    (2)校验和:UDP协议不做错误纠正,发现错误会丢弃掉并发出警告。

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  • 各种协议报头解析(以太网,IP,TCP,UDP报头)   本篇我们将介绍各种协议的报头解析。其中包括以太网数据报头,IP数据报头,TCP数据报头,UDP数据报头。 工具/原料 wireshark抓包工具 方法/步骤 1 ...

    各种协议报头解析(以太网,IP,TCP,UDP报头)

     

    本篇我们将介绍各种协议的报头解析。其中包括以太网数据报头,IP数据报头,TCP数据报头,UDP数据报头。

    工具/原料

    • wireshark抓包工具

    方法/步骤

    1. 1

      首先我们介绍以太网数据报头的解析。其中以太网报头长度为14个字节。主要包括:目的地址占6个字节,源地址6个字节,类型2个字节。

      各种协议报头解析(以太网,IP,TCP,UDP报头)

    2. 2

      接下来我们通过wireshark进行抓包分析,进行验证以太网报头长度为14个字节。可以通过wireshark解析看到,为14个字节。

      各种协议报头解析(以太网,IP,TCP,UDP报头)

    3. 3

      下面我们介绍IP数据报头的解析。详细解析:

      版本(4位):用来标识IP协议的版本,最常见的就是4和6,分别代表IPv4和IPv6。

      首部长度(4位):长度4位。这个字段的作用是为了描述IP包头的长度,因为在IP包头中有变长的可选部分。该部分占4个bit位,单位为32bit(4个字节),即本区域值= IP头部长度(单位为bit)/(8*4),因此,一个IP包头的长度最长为“1111”,即15*4=60个字节。IP包头最小长度为20字节。

      服务类型(8位):长度8比特。8位 按位被如下定义 PPP DTRC0PPP:定义包的优先级,取值越大数据越重

      000 普通 (Routine)

      001 优先的 (Priority)

      010 立即的发送 (Immediate)011 闪电式的 (Flash)100 比闪电还闪电式的 (Flash Override)101 CRI/TIC/ECP(找不到这个词的翻译)110 网间控制 (Internetwork Control

      111 网络控制 (Network ControlD 时延: 0:普通 1:延迟尽量小T 吞吐量: 0:普通 1:流量尽量大R 可靠性: 0:普通 1:可靠性尽量大M 传输成本: 0:普通 1:成本尽量小0 最后一位被保留,恒定为0

      总长度(16位):此处的总长度是指首部长度和数据长度之和,单位仍然是字节。

      16bit可以表示的最大值为65535,所以IP数据报的最大长度可以到达65535字节。但由于以太网的MTU(Maximum Transmission Unit)最大为1500字节,所以如果IP协议是运行在以太网的话,就会遇到需要分片的情况。

      标志(3位):这3位中只有前2位有用,中间一位表示DF(don’t fragment),而最低位(最右侧的bit)表示MF(more fragment)。

      DF等于1的话,表示此IP数据报“不能分片”。只有在DF等于0时,才允许对其进行分片。

      MF等于1的话,表示此IP数据报后面还有分片的数据报,而MF等于0时,则表示当前的IP数据报是这一组中最后一个数据报。

      片偏移(13位):此域表示当IP数据报超过MTU而被分拆成多片后,每一片在原IP数据报中的位置。此偏移量的参照起点是原数据报的数据部分的起点。

      生存时间(8位):长度8比特。当IP包进行传送时,先会对该字段赋予某个特定的值。当IP包经过每一个沿途的路由器的时候,每个沿途的路由器会将IP包的TTL值减少1。如果TTL减少为0,则该IP包会被丢弃。这个字段可以防止由于路由环路而导致IP包在网络中不停被转发。

      协议(8位):标识了上层所使用的协议,以下是比较常用的协议号:

          1    ICMP    2    IGMP    6    TCP   17    UDP   88    IGRP   89    OSPF

      头部校验(16位):用来做IP头部的正确性检测,但不包含数据部分。 因为每个路由器要改变TTL的值,所以路由器会为每个通过的数据包重新计算这个值。

      源IP地址(16位):

      目的IP地址(16位):

      总共20个字节,构成了IP数据报的头部。

      各种协议报头解析(以太网,IP,TCP,UDP报头)

    4. 4

      接下来我们通过wireshark抓包,进行解析,并可以看到IP数据报头的长度为20个字节。

      各种协议报头解析(以太网,IP,TCP,UDP报头)

    5. 5

      下面我们介绍TCP协议的数据报头的解析,其长度为20个字节。详细解析:

      源端口(16位),目的端口(16位)。

      顺序号(32位),表明了发送的数据报的顺序。

      确认号(32位),希望收到的下一个数据报的序列号。

      TCP协议数据报头头长(4位),表明TCP头中包含多少个32位字。

      下面6位目前未用,

      ACK:ACK位置1表明确认号是合法的。如果ACK为0,那么数据报不包含确认信息,确认字段被省略。

      PSH:表示是带有PUSH标志的数据。接收方因此请求数据报一到便可送往应用程序而不必等到缓冲区装满时才传送。

      RST:用于复位由于主机崩溃或其它原因而出现的错误的连接。还可以用于拒绝非法的数据报或拒绝连接请求。

      SYN:用于建立连接。

      FIN:用于释放连接。

      窗口大小(16位),表示在确认了字节之后还可以发送多少个字节。

      检验和(16位),是为了确保高可靠性而设置的。它校验头部、数据和伪TCP头部之和。

      紧急指针(16位),它是一个偏移量,和序号字段中的值相加表示紧急数据最后一个字节的序号。

      以上20个字节组成了TCP协议的基本报头。

      由此我们可以得出一个算法:普通TCP协议的总报头长度=以太网数据报头+IP数据报头+TCP协议数据报头。

      各种协议报头解析(以太网,IP,TCP,UDP报头)

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      下面我们依然使用wireshark进行抓包分析并解析验证,可以看到TCP协议数据报头为20个字节。

      各种协议报头解析(以太网,IP,TCP,UDP报头)

    7. 7

      下面我们介绍UDP协议的数据报头。其共占8个字节。其中包括:

      源端口(2个字节),目的端口(2个字节)。

      长度(2个字节),UDP用户数据报的总长度,以字节为单位。

      检验和(2个字节)。

      由此我们可以得出结论,UDP协议的数据报总长度=以太网数据报长度+IP数据报头+UDP数据报头。

      各种协议报头解析(以太网,IP,TCP,UDP报头)

    8. 8

      下面我们再使用wireshark进行抓包验证,可以看到UDP数据报头的长度为8字节。

      各种协议报头解析(以太网,IP,TCP,UDP报头)

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  • TCP/IP 报文格式(IP数据包、TCP报头、UDP报头) 一、IP包格式 IP数据包,是一种可以变长的分组,由首部与数据负载组成。首部长度为20-60字节(Byte),后40字节是可选的,但长度不固定,前20字节格式为固定。数据...

    TCP/IP 报文格式(IP数据包、TCP报头、UDP报头)

    一、IP包格式

    IP数据包,是一种可以变长的分组,由首部与数据负载组成。首部长度为20-60字节(Byte),后40字节是可选的,但长度不固定,前20字节格式为固定。数据负载部分的长度一般可变。
    在这里插入图片描述
    1、 版本
    长度为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)。IPv6 目前还处于起步阶段。IP v4的值为0100,IP v6的值为0110。
    2、首部长度
    指的是IP包头长度,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 (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.这样做的目的是希望用户尽量减少开销.最常用的首部长度就是 20 字节 (即首部长度为 0101),这时不使用任何选项。
    3、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。其组成:前3位为优先级(Precedence),后4位标志位,最后1位保留未用。优先级主要用于QoS,表示从0(普通级别)到7(网络控制分组)的优先级。标志位可分别表示D(Delay更低的时延)、T(Throughput 更高的吞吐量)、R(Reliability更高的可靠性)、C(Cost 更低费用的路由)。
    4、总长度
    总长度指首都及数据之和的长度,单位为字节.因为总长度字段为 16位,所以数据报的最大长度为 216-1=65 535字节.在IP层下面的每一种数据链路层都有自己的帧格式,其中包括帧格式中的数据字段的最大长度,即最大传送单元 MTU (Maximum Transfer Unit).当一个数据报封装成链路层的帧时,此数据报的总长度 (即首部加上数据部分)一定不能超过下面的数据链路层的MTU值,否则要分片.
    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是无连接的服务,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)
    长度为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。也称段偏移,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(TTL)
    长度为8位,初始值由操作系统设置,每经过一个路由器转发后其值就减1,减至0后丢弃该包。这种机制可以避免数据包找不到目地时不断被转发,堵塞网络。
    9、协议(Protocol)
    长度为8位,标识上层所使用的协议。
    10、首部校验和(Header Checksum)
    占16位,首部检验和只对IP数据包首部进行校验,不包含数据部分。因为数据包每经过一个路由器都要重新计算首部校验和, (一些字段,如生存时间,标志,片偏移等都可能发生变化)对首都进行检验。
    11、源IP地址(Source IP)
    长度为32位,表示数据发送的主机IP。
    12、目的IP地址(Destination IP)
    长度为32位,表示数据要接收的主机IP。
    13、选项字段(Options)
    长度为0-40字节(Byte),主要有:安全和处理限制(Security)、记录路径(Record Route)、时间戳(Timestamps)、宽松源站选路(Loose Source Routing)、严格的源站选路(Strict Source Routing)等。

    二、TCP报文

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    TCP报文由首部和数据两部分组成。首部一般由20-60字节(Byte)构成,长度可变。其中前20B格式固定,后40B为可选。
    因为,TCP报文还得传给下层网络层,封装成IP包,而一个IP包最大长度为65535,同时IP包首部也包含最少20B,所以一个IP包或TCP包可以包含的数据部分最大长度为65535-20-20=65495B。

    TCP报文中数据部分是可选的,即TCP报文可以不包含数据(同理IP包也可以不包含数据)。不含数据的TCP报文通常是一些确认和控制信息类的报文,如TCP建立连接时的三次握手和TCP终止时的四次挥手等。

    1、源端口号(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。

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

    3、序列号(Sequence Number)
    该字段用来标识TCP源端设备向目的端设备发送的字节流,它表示在这个报文段中的第几个数据字节。序列号是一个32位的数。

    4、确认号(Acknowledge Number)
      TCP使用32位的确认号字段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序列号加1。收到确认号的源计算机会知道特定的段已经被收到。确认号的字段只在ACK标志被设置时才有效。
    5、首部长度
    长度为4位,用于表示TCP报文首部的长度。用4位(bit)表示,十进制值就是[0,15],一个TCP报文前20个字节是必有的,后40个字节根据情况可能有可能没有。如果TCP报文首部是20个字节,则该位应是20/4=5。
    6、保留位(Reserved)
    长度为6位,必须是0,它是为将来定义新用途保留的。
    7、标志(Code Bits)
    长度为6位,在TCP报文中不管是握手还是挥手还是传数据等,这6位标志都很重要。6位从左到右依次为:
    1.
    • URG:紧急标志位,说明紧急指针有效;
    • ACK:确认标志位,多数情况下空,说明确认序号有效; 取1时表示应答字段有效,也即TCP应答号将包含在TCP段中,为0则反之。
    • PSH:推标志位,置位时表示接收方应立即请求将报文交给应用层;
    • RST:复位标志,用于重建一个已经混乱的连接,用来复位产生错误的连接,也会用来拒绝错误和非法的数据包。
    • SYN:同步标志,该标志仅在三次握手建立TCP连接时有效
    • FIN:结束标志,表示发送端已经发送到数据末尾,数据传送完成,发送FIN标志位的TCP段,连接将被断开。
    8、窗口大小(Window Size)
    长度为16位,TCP流量控制由连接的每一端通过声明的窗口大小来提供。
    9、检验和(Checksum)
    长度为16位,该字段覆盖整个TCP报文端,是个强制性的字段,是由发送端计算和存储,到接收端后,由接收端进行验证。
    10、紧急指针(Urgent Pointer)
    长度为16位,指向数据中优先部分的最后一个字节,通知接收方紧急数据的长度,该字段在URG标志置位时有效。
    11、选项(Options)
    长度为0-40B(字节),必须以4B为单位变化,必要时可以填充0。通常包含:最长报文大小(MaximumSegment Size,MSS)、窗口扩大选项、时间戳选项、选择性确认(Selective ACKnowlegement,SACK)等。
    12、数据
    可选报文段数据部分。

    三、UDP报头

    在这里插入图片描述

    UDP数据报由首部和数据两部分组成,其中首部只有8B(字节)。
    1、源端口号(Source Port)
    长度为16位,指明发送数据的进程。
    2、目的端口号(Destination Port)
    长度为16位,指明目的主机接收数据的进程。
    3、长度
    长度为16位,该字段值为报头和数据两部分的总字节数。
    4、检验和(Checksum)
    长度为16位,UDP检验和作用于UDP报头和UDP数据的所有位。由发送端计算和存储,由接收端校验。
    5、数据

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  • UDP协议3.1 UDP报头UDP怎么将报头与有效载荷分离?UDP怎么确定将有效载荷交给上层的谁?3.2 UDP的特点3.3 UDP缓冲区 1.端口号 端口号(port): 在网络技术中,端口包括逻辑端口和物理端口两种类型。 物理端口指的是...

    1.端口号

    端口号(port): 在网络技术中,端口包括逻辑端口物理端口两种类型。
    物理端口指的是物理存在的端口,如、集线器、交换机、路由器上用 于连接其他网络设备的接口。
    逻辑端口是指逻辑意义上用于区分服务的端口,如TCP/IP协议中的服务端口,端口号的范围从0到65535,比如用于浏览网页服务的80端口。
    由于物理端口和逻辑端口数量较多,为了对端口进行区分,将每个端口进行了编号,这就是端口号。即用来标识特定主机上的唯一的网络进程
    IP: 标识公网中的唯一一台主机
    一般的我们将IP+端口号称为套节字,在网络中发送方和接收方两个客户端就可以看作是一对套接字进行进程间通信
    在TCP/IP协议中,用"源IP"、“源端口号”、“目的IP”、“目的端口号”、"协议号"这样的一个五元组来标识一个通信

    1.1 端口号的划分

    端口号占两个字节,即范围为0~65535

    • 0~1023:知名端口号,HTTP,FTP,SSH等这些广为使用的应用层协议,它们的端口号都是固定的
    • 1024~65535:操作系统动态分配的端口号,客户端程序的端口号,就是由操作系统从这个范围分配的

    1.2 知名端口号

    • ssh服务器:使用22端口号
    • ftp服务器:使用21端口号
    • telnet服务器:使用23端口号
    • http服务器:使用80端口号
    • https服务器:使用443端口号
    //查看知名的端口号
    more  etc/services
    

    在这里插入图片描述
    一个进程可以绑定多个端口号吗?
    可以,就好像一个人可以打多份工
    一个端口号是否可以被多个进程绑定?
    不可以,端口号是用来表示特定主机上的唯一一个网络服务进程,如果一个端口号可以被多个进程绑定,何谈唯一。

    2.常见命令

    2.1 netstat

    netstat是一个用来查看网络状态的重要工具
    语法:netstat [选项]
    功能:查看网络状态
    常用选项:

    • n 拒绝显示别名,能显示数字的全部转化为数字
    • l 仅列出有在Listen(监听)的服务状态
    • p 显示建立相关连接的程序名
    • t(tcp)仅显示tcp相关选项
    • u(udp)仅显示udp相关选项
    • a 显示所有选项 默认不显示Listen相关

    2.2 pidof

    pidof:查看服务器的进程id
    语法:pidof [进程名]
    功能:根据进程名

    2.3 ps

    ps:查看网络进程
    语法:ps aux | grep 你的网络服务

    2.4 ping

    ping [url]
    若有回应,证明有网

    3. UDP协议

    3.1 UDP报头

    在这里插入图片描述

    • 16位源端口号:发送方端口号 16位目的端口号:接收方端口号
    • 16位UDP长度:报头和数据部分在内的总字节数,因为报头的长度是固定的,所以主要被用来计算可变长度的数据部分
    • 16位UDP校验和:保证数据的安全性,校验值首先在数据发送方通过特殊的算法计算得出,在传递到接收方之后,还需要再重新计算。如果某个数据报在传输过程中被第三方篡改等原因受到损坏,发送和接收方的校验计算值将不会相符,由此UDP协议可以检测是否出错。如果校验和出错,则该数据直接丢弃

    UDP怎么将报头与有效载荷分离?

    UDP是定长报文,在数据读取时,只需要读取前8个字节,剩下的就是有效载荷

    UDP怎么确定将有效载荷交给上层的谁?

    16位目的端口号

    正是因为受UDP协议报头中16位端口号的影响,使得端口号最大只能是65535,再大的话UDP放不下。

    3.2 UDP的特点

    UDP的传输过程类似于寄信

    • 无连接:知道对端大的IP和端口号就可以直接进行传输,不需要建立连接
    • 不可靠:如果因为网络故障数据无法发送到对方,UDP协议层不会给应用层返回任何错误信息
      不可靠的协议就是不好的协议吗? 当然不是,要让数据可靠就要做更多的事情,花费更多的资源去保证可靠性,往往比较复杂,有些事情没有必要让数据可靠,也就没有必要花那么多时间和资源去维护可靠性
    • 面向数据报:不能够灵活的控制读写数据的次数和数量 应用层交给UDP多长的报文,UDP将原样发送,即不会拆分也不会合并。

    3.3 UDP缓冲区

    UDP没有真正意义上的发送缓冲区,UDP会将数据直接交给内核,由内核将数据传给网络层协议进行后续的操作
    UDP 具有接收缓冲区,但是这个接收缓冲区不能保证收到的UDP报的顺序和和发送UDP报的顺序一致,如果缓冲区满了,再到达的UDP数据就会被丢弃。

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    TCP/IP协议栈主要分为四层:应用层、传输层、网络层、数据链路层,每层都有相应的协议,如下图 ...所谓的协议就是双方进行数据传输的一种格式。...在这里只对IP、TCP、UDP协议头做一个分析。
  • TCP,UDP报头格式

    2018-06-21 16:19:42
    TCP报头格式如上所示源端口:16位,指定报文的来源目的端口:16位,指定报文传给哪个上层协议或者应用程序。序号:32位,seq,发送的第一个报文序号初始化为随机值(ISN),后序的序号为ISN加上报文第一个字节在整个...
  • 1、UDP 报头 注意:  数据包长度包括首部在内的UDP报文长度。  校验值:头部和数据部分都校验。 2、TCP和UDP比较 (1)UDP控制信息很少,最多只有8个字节,而TCP最多有20个字节,所以UDP的传输速度较快。 (2...
  • 转自:  ... 一、IP包格式 ... 长度为16位,UDP检验和作用于UDP报头和UDP数据的所有位。由发送端计算和存储,由接收端校验。 5、数据 转载于:https://www.cnblogs.com/HpeMephisto/p/11317686.html
  • UDP长字段的值是UDP报文头的长度(8字节)与UDP所携带数据长度的总和。 2 字节校验和字段 是指整个UDP报文头和UDP所带的数据的校验和(也包括伪报文头)。伪报文头不包括在真正的UDP报文头中,但是它可以保证UDP...
  • 1、UDP 的特点 UDP 是 User Datagram Protocol 的缩写。 UDP 不提供复杂的控制机制,利用 IP 提供面向无连接的通信服务。 UDP 是将应用程序发来的数据在收到的那一刻,立即按照原样发送到网络上的一种机制。...
  • 一、IP包格式 ...IP数据包是一种可变长分组,它由首部和数据负载两部分组成。首部长度一般为20-60字节...长度为16位,UDP检验和作用于UDP报头和UDP数据的所有位。由发送端计算和存储,由接收端校验。 5、数据
  • 1、TCP报头段 32位序号:Seq(Sequence Number),第一个报文段的序号值为系统生成的随机值,后续的报文段的序号都是生成的随机值+此报文段携带数据的第一个字节在整个字节流中偏移量。来标识从计算机A到计算机B...

空空如也

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