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1、TCP/UDP 报文格式 TCP 协议为终端设备提供了面向连接的、可靠的网络服务，UDP 协议为终端设备提供了无连接的、不可靠的数据报服务。从上图我们可以看出，TCP 协议为了保证数据传输的可靠性，相对于 UDP 报文，TCP 报文头部有更多的字段选项。首先让我们来看一下 TCP 的报文头部主要字段：每个 TCP 报文头部都包含源端口号（source port）和目的端口号（destination port），用于标识和区分源端设备和目的端设备的应用进程。在 TCP/IP 协议栈中，源端口号和目的端口号分别与源 IP 地址和目的 IP 地址组成套接字（ socket），唯一的确定一条 TCP
2、连接。序列号（Sequence number）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一个数据字节。如果将字节流看作在两个应用程序间的单向流动，则 TCP 用序列号对每个字节进行计数。序列号是一个 32bits 的数。既然每个传输的字节都被计数，确认序号（Acknowledgement number，32bits ）包含发送确认的一端所期望接收到的下一个序号。因此，确认序号应该是上次已成功收到的数据字节序列号加 1。TCP 的流量控制由连接的每一端通过声明的窗口大小（windows size）来提供。窗口大小用数据包来表示，例如 Windows size
3、=3, 表示一次可以发送三个数据包。窗口大小起始于确认字段指明的值，是一个 16bits 字段。窗口大小可以调节。 校验和（checksum）字段用于校验 TCP 报头部分和数据部分的正确性。最常见的可选字段是 MSS（Maximum Segment Size，最大报文大小）。MSS 指明本端所能够接收的最大长度的报文段。当一个 TCP 连接建立时，连接的双方都要通告各自的 MSS 协商可以传输的最大报文长度。我们常见的 MSS 有 1024（以太网可达 1460 字节）字节。相对于 TCP 报文，UDP 报文只有少量的字段：源端口号、目的端口号、长度、校验和等，各个字段功能和 TCP 报文相
4、应字段一样。UDP 报文没有可靠性保证和顺序保证字段，流量控制字段等，可靠性较差。当然，使用传输层 UDP 服务的应用程序也有优势。正因为 UDP 协议较少的控制选项，在数据传输过程中，延迟较小，数据传输效率较高，适合于对可靠性要求并不高的应用程序，或者可以保障可靠性的应用程序像 DNS、TFTP、SNMP 等；UDP 协议也可以用于传输链路可靠的网络。UDP 报文UDP 报头定长为 8B。按顺序为：1，UInt16 源端口号关于端口号有一些规定，服务器端通常用熟知端口号，通常在 0-1023 之间。而客户端用随机的端口号，其范围在 49152 到 65535 之间。2，UInt16 目的端口
5、号3,UInt16 总长度包括报头和数据的长度之和。显然在8，65535区间。4，UInt16 检验和如果不需要检验和，就取 0。如果需要检验和，那么其算法为：（1）构造 12B 的伪报头UInt32 源 IP+UInt32 目的 IP+Byte 0+Byte 17+UInt16 总长度(上面所说的)（2）UDP 的报头（3）UDP 的数据部分unsafe UInt16 计算校验和(UInt16* buffer, int size)Int32 cksum = 0;int counter;counter = 0;while (size 0)UInt16 val = buffercounter;c
6、ksum += Convert.ToInt32(buffercounter);counter += 1;size -= 1;cksum = (cksum 16) + (cksum cksum += (cksum 16);return (UInt16)(cksum);构造 UDP 报文（含有检验和）需要的输入参数包括：UInt32 源 IP、UInt32 目的 IP、UInt16 源端口号、UInt16 目的端口号、Byte 数据部分、Uint16 数据部分的长度public Byte 构造 UDP 数据报(UInt32 源 IP, UInt32 目的 IP, UInt16 源端口号, UInt
7、16 目的端口号, Byte 数据部分, UInt16 数据部分的长度) UInt16 总长度 = (UInt16)(8 + 数据部分的长度);UInt16 校验和 = 0;/网络字节顺序源 IP=(uint)IPAddress.HostToNetworkOrder(int)源 IP);目的 IP = (uint)IPAddress.HostToNetworkOrder(int)目的 IP);源端口号 = (ushort)IPAddress.HostToNetworkOrder(Int16)源端口号);目的端口号 = (ushort)IPAddress.HostToNetworkOrder(I
8、nt16)目的端口号);总长度 = (ushort)IPAddress.HostToNetworkOrder(Int16)总长度);/Byte udpbytes = new Byte8 + 数据部分的长度;BitConverter.GetBytes(源端口号).CopyTo(udpbytes, 0);/填入源端口号BitConverter.GetBytes(目的端口号).CopyTo(udpbytes, 2);/填入目的端口号BitConverter.GetBytes(总长度).CopyTo(udpbytes, 4);/填入总长度BitConverter.GetBytes(校验和).CopyT
9、o(udpbytes, 6);/校验和数据部分.CopyTo(udpbytes, 8);/下面是计算校验和.数据部分如果不是偶数字节则补一个字节.byte 伪报文 = new byte20 + (数据部分的长度+1) / 2*2;/确保偶数字节BitConverter.GetBytes(源 IP).CopyTo(伪报文, 0);/填入源端口号BitConverter.GetBytes(目的 IP).CopyTo(伪报文, 4);/填入目的端口号伪报文8 =0;/ 填充 0.网络字节顺序伪报文9 = 17;/和 UDP 协议号 BitConverter.GetBytes(总长度).CopyTo(
10、 伪报文, 10);/ 填入总长度udpbytes.CopyTo(伪报文, 12);/string ss = 网络字节串(伪报文 );unsafefixed (byte * pt = 伪报文)ushort* pu = (ushort*)pt;校验和 = 计算校验和(pu, 伪报文.Length/2);/不知道为什么不对校验和进行网络字节顺序的调整BitConverter.GetBytes(校验和).CopyTo(udpbytes, 6);/校验和return udpbytes;TCP UDP 报文解析1 UDP 报文：UDP 报文比较简单，由四个字段组成，每个字段 2 个字节：(1) 源端口
11、source port(2) 目的端口 destination port(3) 长度 :UDP 用户数据报的长度(4) 检验和 checksumscapy 中定义的 UDP 类（参数一一对应） ls(UDP)sport : ShortEnumField = (53)dport : ShortEnumField = (53)len : ShortField = (None)chksum : XShortField = (None)我们用这个发一个完整的 UDP 数据包。定义： eth=Ether() ip=IP(dst=10.104.4.13) udp=UDP(sport=4321,dport=
12、4321) udpPacket=eth/ip/udp/This is an UDP datagram sendp(udpPacket).Sent 1 packets. udpPacket.show()# Ethernet #dst= 00:11:85:ae:03:3bsrc= 00:22:15:27:69:16 type= 0x800# IP #version= 4ihl= Nonetos= 0x0len= Noneid= 1flags=frag= 0ttl= 64proto= udpchksum= 0x0src= 10.104.4.23dst= 10.104.4.13options= # U
13、DP #sport= 4321dport= 4321len= Nonechksum= 0x0# Raw #load= This is an UDP datagram成功发送，而且我们发现一些参数是默认填充和计算的。 len(udpPacket)65UDP 中的 UDP 用户数据报长度是 31，正好是总长度 65-20(IP 头)-14(ethernet 头）31这个 checksum 长度就是 UDP 头（8 字节固定）后面的 Data 长度2 TCP 报文：TCP 首部比较复杂，分为两大部分，前 20 个字节是大小固定的，后面的选项部分大小不固定。首部固定部分各段意义：(1) 源端口 sou
14、rce port 2 个字节(2) 目的端口 destination port 2 个字节(3) 序号：sequence number,TCP 传送的是面向连接的连续的数据流，所传送的数据每一个字节都编上一个序号，首部的这个序号指的是本报文段所发送的数据的第一个字节的序号，占 4 个字节(4) 确认号：Ack number,是期望受到对方的下一个报文段的数据的第一个字节的序号，也就是期望收到的下一个报文段首部的序号字段的值，占 4 个字节(5)数据偏移：占 4 位，（单位是 4 字节），类似于 IP 包头的首部长度，他是指 TCP 报文段首部的长度，由于存在长度不确定的选项字段，所以此值最小为
15、 20 字节，最大为 60 字节(6)保留：6bit,目前没用，设为 0(7)这里的 6 位是说明本报文段性质的，下面再详细说(8)窗口：window，占 2 个字节，用来控制对方发送的数量(9)检验和：checksum，2 个字节，检验范围为首部加数据两部分下面看看那 6 位的控制部分各位的含义：SYN:该标志位用来建立连接,让连接双方同步序列号.FIN:表示发送端已经没有数据要求传输了，希望释放连接.RST:用来复位一个连接.RST 标志置位的数据包称为复位包.一般情况下,如果 TCP 收到的一个分段明显不是属于该主机上的任何一个连接,则向远程发送一个复位包.URG:为紧急数据标志.如果他为 1,表示本数据包中包含紧急数据.此时紧急数据指针有效.ACK:为确认标志位.如果为 1,表示包中的确认号时有效的.否则,包中的确认号无效.PSH:如果置位,接收端应尽快把数据传诵给应用层.看个实际抓的一个包： 前面 2 位是保留，第三位是 URG，第四位是 ACK，第五位是 PSH，第六位是 RST,第七位是SYN，第八位是 FIN。可变部分就是选项和填充：长度可变。 ls(TCP)sport : ShortEnumField = (20) 2 字节源
