tcp_ip协议数据报结构详解

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1、TCP/IP协议数据报结构详解TCP/IP协议中各层的数据报结构是一个比较抽象的内容，大家在日常学习 过程中往往难以理解和掌握，常常是死记硬背把它记住了事。本文首先利用Sniffer工具捕获了FTP命令操作过程中的所有数据包，然 后对Sniffer工具中捕获的每一部分数据包的含义进行了详细的阐述，最后总 结归纳出TCP/IP协议中网络接口层、网络层、传输层的数据报文结构，从而使 大家加深对TCP/IP协议各层数据报结构的理解和掌握。一、捕获FTP命令底层数据包1、搭建网络环境。建立一台FTP服务器，设置IP地址为：76.88.16.16. 建立一台FTP客户端，IP地址设为76.88.16.1

2、04，在其上安装Sniffer软件。 将这两台设备通过集线器连接起来。2、定义过滤器。在FTP客户端上运行Sniffer软件，进入系统，点 “Monitor”“Matrixa”，选中本机，点鼠标右健，选择 “Define Filter”，在“Define Filter”窗口，点“Advanced”，选择IP-TCP- FTP，点“确定”，即已定义好过滤器，如图1所示。3、捕获FTP命令数据包。首先，在Sniffer中选择“Monitor” “Matrix”，点击“Capture”命令开始捉包。然后，在FTP客户端上进入 DOS提示符下，输入“FTP76.88.16.16”命令，输入FTP用户名

3、和口令，登录 FTP服务器，进行文件的下载，最后输入“bye” 命令退出FTP程序，完成整 个FTP命令操作过程。最后，点击Sniffer中的“停止捕捉”，选择 “Decode”选项，完成FTP命令操作过程数据包的捕获，并显示在屏幕上。下面对Sniffer捕获的底层数据包进行详细的介绍。二、网络接口层DLC帧结构详解 如图2所示，在Sniffer捕获的DLC数据帧中依次包括以下信息：目的MAC地址DestinationGigTecAAD4A3，源MAC地址 Source000C295264C2，以太网类型Ethertype0800（IP），8表示为以太网。通过上述分析，可以得出DLC帧结构为：

4、 三、网络层IP数据报结构详解如图3所示，IP数据报中依次包括以下信息：1、Version4，表示IP协议的版本号为4.该部分占4个BIT位。2、Header Length=20 Bytes，表示IP包头的总长度为20个字节。该部分 占4个BIT位，单位为4个字节，因此，一个IP包头的长度最长为“1111”， 即15460个字节。 3、Type of Service=00，表示服务类型为0.该部分用二个十六进制值来 表示，共占8个BIT.8个BIT的含义是：000 前三位不用0 表示最小时延，如Telnet服务使用该位0 表示吞吐量，如FTP服务使用该位0 表示可靠性，如SNMP服务使用该 位

5、0 表示最小代价0 不用4、Total Length=48Bytes，表示该IP包的总长度为48个字节。该部分占 16个BIT，单位为Byte.由此可见，一个IP数据包的最大长度为2的 16次方 减1，即：65535个字节。因此，在以太网中能够传输的最大IP数据包为 65535个字节。5、Identification=363，表示IP包识别号为363.该部分占16个BIT，以 十进制数表示。6、Flags，表示片标志，占3个BIT.各位含义分别为：第一个“0”不用， 第二个“0”为分片标志位，“1”表示分片，“0”表示不分版本。第三个0为 是否最后一片标志位，0表示最后一片，1表示还有更多的片

6、。7、Fragment Offset0，表示片偏移为0个Bytes.该部分占13个BIT.8、Time to Live=128Secongs/Hops，表示生存时间TTL值为128.该部分 占8个BIT.9、Proctol6（TCP），表示协议类型为TCP，协议代码是6.如果是UDP 协议，则此处的协议代码应为17.如果是ICMP协议，则此处的协议代码应为1. 该部分占8个BIT.10、Header Checksun=4035（correct），表示IP包头校验和为4035，括 号内的Correct表示此IP数据包是正确的，没有被非法修改过。该部分占16 个BIT，用十六进制表示。11、Sou

7、rce Address=76.88.16.104，表示IP数据包源地址为： 76.88.16.104.该部分占32个BIT. 12、Destination Address=76.88.16.16，表示IP数据包目的地址为： 76.88.16.16.该部分占32个BIT.13、No Options，表示IP数据包中未使用选项部分。当需要记录路由时才 使用该选项。 通过上述分析，可以得出IP数据报结构为：四、传输层TCP数据报结构详解如图4所示，TCP数据报中依次包括以下 信息：1、Source Port=1038，表示发起连接的源端口为1038.该部分占16个BIT.通 过此值，可以看出发起连接

8、的计算机源端口号。2、Destination Port=21（FTP-CTRL），表示要连接的目的端口为21.该 部分占16个BIT.通过此值，可以看出要登录的目的端口号。21端口表示是 FTP服务端口。3、Initial Sequence Number=1791872318，表示初始连接的请求号，即 SEQ值。该部分占32个BIT，值从1到2的32次方减1.4、Next Expected SEQ Number=1791872319，表示对方的应答号应为 1791872319，即对方返回的ACK值。该部分占32个BIT，值从1到2的32次 方减1.5、Data Offset28 Bytes，表

9、示数据偏移的大小。该部分占4个BIT.6、Reserved Bites：保留位，此处不用。该部分占6个BIT.7、Flags02.该值用两个十六进制数来表示。该部分长度为6个BIT，6 个标志位的含义分别是： 0 URG，紧急数据标志，为1表示有紧急数据，应立 即进行传递。0 ACK，确认标志位，为1表示此数据包为应答数据 包0 PSH，PUSH标志位，为1表示此数据包应立即进行 传递。0 RST：复位标志位。如果收到不属于本机的数据包， 则返回一个RST0 SYN：连接请求标志位。为1表示为发起连接的请 求数据包。0 FIN：结束连接请求标志位。为1表示是结束连接 的请求数据包。8、Wind

10、ow=64240，表示窗口是64240.该部分占16个BIT.9、CheckSum=92D7（Correct），表示校验和是92D7.该部分占16个BIT， 用十六进制表示。10、Urgent Pointer=0，表示紧急指针为0.该部分占16个BIT.11、Maximum Segment Size=1460，表示最大段大小为1460个字节。通过上述分析，可以得出TCP数据报结构为：五、小结通过上述分析，可以发现：在以太网中，最大传输单元MTU为1500个字节， 在一个IP包中，去除IP包头的20个字节，可以传输的最大数据长度为 1480个字节。在TCP包中，去除20个TCP包头，可以传输的最大数据段为1460个 字节。因此，当数据超过最大数据长度时，将对该数据进行分片处理，在IP包 头中会看到有多个片在传输，但标识号是相同的，表示是同一个数据包。