TCP,UDP,IP,数据链路层头部详解

UDP头部

可以看到UDP头部由(源端口)、(目的端口)、(长度)跟(校验和)组成&＃xff0c;总共8字节。

源端口&＃xff1a;发送方的端口号&＃xff0c;16位&＃xff0c;即2字节。
目的端口&＃xff1a;接收方的端口号&＃xff0c;16位&＃xff0c;即2字节。
长度&＃xff1a;头部&＃43;数据的字节数&＃xff0c;16位&＃xff0c;即2字节。
校验和&＃xff1a;此字段用来校验数据是否出错。

UDP最小长度&＃xff1a;即无数据的情况下&＃xff0c;仅首部长度8字节。
UDP数据部分最小长度&＃xff1a;即无数据的情况下&＃xff0c;0字节。
UDP最大长度&＃xff1a;因长度字段16位限制&＃xff0c;所以最大长度为2¹⁶-1&＃61;65535字节。
UDP数据部分最大长度&＃xff1a;即UDP最大长度-IP最小头部-UDP头部&＃xff0c;2¹⁶-1-20-8&＃61;65507字节

TCP头部

TCP为保证数据的可靠传输&＃xff0c;自然多了很多东西。

源端口&＃xff1a;16位&＃xff0c;2字节。
目的端口&＃xff1a;16位&＃xff0c;2字节。
序号&＃xff1a;此报文的序号^[1]&＃xff0c;可用于确认。
确认号&＃xff1a;用于确认序号^[1]。
数据偏移&＃xff1a;

数据部分往后偏移&＃xff0c;这是TCP的头部长度字段&＃xff0c;代表有多少个32bit&＃xff0c;即1代表32bit&＃xff0c;2代表64bit。
一共4位最大为15&＃xff0c;15×32&＃61;480b&＃61;60B。所以头部最大为60个字节&＃xff0c;最小为20字节。
(此字段与图中选项字段相关联)

接下来是保留字段&＃xff0c;未使用。
下面是6位用于TCP通信的字段&＃xff0c;相应位置1表示特殊的信号。比如典型的SYN、FIN和ACK用于三次握手和四次挥手^[2]。
窗口&＃xff1a;用于拥塞控制&＃xff0c;接收方可以控制发送方发送数据报文的吞吐量&＃xff0c;防止自己太忙来不及接收。
校验和&＃xff1a;此字段用来校验数据是否出错。
紧急指针&＃xff1a;用于发送紧急数据的情况。
选项与填充&＃xff1a;

TCP头部的长度可以变化&＃xff0c;因此可以承载更多的数据。
注意这里必须使用32位的数据&＃xff0c;用来快速定位数据部分的位置&＃xff0c;所以没有那么多数据的话需要在后面进行填充。
这里与数据偏移字段相关联&＃xff0c;这样就可以知道头部的长度以及数据部分的准确位置。

[1]&＃xff1a;关于序号和确认号&＃xff0c;不是简简单单为数据随意编号&＃xff0c;确认号也不是确认数据报文的序号。可以点击这里看我关于TCP序号和确认号的博客
[2]&＃xff1a;关于三次握手和四次挥手的细节&＃xff0c;可以点击这里看我关于三次握手和四次挥手的博客

IP头部

版本&＃xff1a;IP的版本&＃xff0c;IPv4或IPv6&＃xff0c;4bit。
首部长度&＃xff1a;跟TCP头部中的数据偏移意义一致。
区分服务&＃xff1a;这是Tos字段&＃xff0c;用于Oos服务质量中&＃xff0c;这个一两句话也说不完。
总长度&＃xff1a;顾名思义&＃xff0c;指整个数据报的长度&＃xff08;以字节为单位&＃xff09;。占16bit&＃xff0c;最大长度为65535字节。
标识&＃xff1a;用来唯一地标识主机发送的每一份数据报。通常每发一份报文&＃xff0c;它的值会加1。
标志&＃xff1a;占3比特。标志一份数据报是否要求分段。详细可以看这里&＃xff1a;https://blog.csdn.net/NetRookieX/article/details/80640383
片偏移&＃xff1a;占13比特。如果一份数据报要求分段的话&＃xff0c;此字段指明该段偏移距原始数据报开始的位置。
生存时间&＃xff1a;即TTL。可用于防止环路占用带宽&＃xff0c;每经过一跳路由器则TTL减1&＃xff0c;减为0则丢弃数据包。
协议&＃xff1a;标识了上层所使用的协议01 ICMP02 IGMP06 TCP17 UDP88 IGRP89 OSPF
首部校验和&＃xff1a;用来做IP头部的正确性检测&＃xff0c;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。
源地址&＃xff1a;发送方的IP地址
目的地址&＃xff1a;接收方的目的地址
可选字段与填充&＃xff1a;与TCP中选项与字段意义一致。


数据链路层头部

这里指出图中缺点&＃xff1a;CRC应改为FCS&＃xff0c;FCS才是字段&＃xff0c;CRC为校验方式。

目的地址&＃xff1a;接收方MAC地址&＃xff0c;因为此地址是局部链路地址&＃xff0c;局域网中所有设备都需查看是否发送给自己&＃xff0c;所以排在第一位。
源地址&＃xff1a;发送方MAC地址。
长度/类型&＃xff1a;指定长度/指定网络层所用的协议类型&＃xff0c;通常是IP协议&＃xff0c;0x0800。
接下来是数据部分&＃xff0c;注意&＃xff1a;如果有LLC子层&＃xff0c;那么LLC子层占用的是数据部分的空间


最小帧&＃xff1a;64字节&＃xff0c;这是根据CSMA/CD的标准推导出。
帧头部&＃xff1a;14字节&＃xff0c;6字节目的地址&＃43;6字节源地址&＃43;2字节长度/类型&＃61;14字节。
帧中最小数据&＃xff1a;64字节-6字节目的地址-6字节源地址-2字节长度/类型-4字节FCS字段(CRC)&＃61;46字节。
最大数据&＃xff1a;即MTU&＃61;1500字节。
最大帧&＃xff1a;MTU&＃43;帧头部14字节&＃43;FCS4字节&＃61;1518字节。
以上均未考虑前导码。