TCP协议报头详解

TCP协议报头详解

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/qq_45730378/article/details/139697432

TCP（传输控制协议）是互联网上应用最为广泛的一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。它在数据传输过程中提供了许多重要的功能，如流量控制、拥塞控制、数据校验等。本文将详细介绍TCP协议报头的各个字段及其作用，帮助读者更好地理解TCP协议的工作原理。

TCP特点

• 面向连接：在使用TCP协议进行通讯时，必须先进行TCP连接，传送数据完毕后，必须释放用于传输数据的TCP连接。
• 可靠性：通过TCP连接传送的数据，无差错、不丢失、不重复、并且按需到达。
• 面向字节流：TCP中的“流(stream)”指的是流入到进程火铳进程流出的字节序列。“面向字节流”的含义是：虽然应用程序和TCP的交互是一次一个数据块(大小不等)，但TCP把应用程序交下来的数据仅仅看成是一连串的无结构的字节流。TCP并不知道所传送的字节流的含义。
• 全双工通信：TCP允许通信双方的应用进程在任何时候都能发送数据。TCP连接的两端都设有发送缓存和接收缓存。

TCP报头

1.源端口和目的端口

各占两个字节，分别写入源端口号和目的端口号。

2.序号

占4字节，序号范围是[0, 2^32 - 1]，共2^32(4294 967 296)个序号。序号增加到2^32 - 1后，下一个序号又会回到0。在一个TCP连接中传送的每个字节流中的每个字节都按顺序编号。整个要传送的字节流的起始序号必须在连接建立时设置。首部中的序号字段值则指的是本报文段所发送的数据的抵押给字节的序号。例如，一报文段的序号字段是301，则携带的数据共有100字节。下一个报文段（如果存在）的数据序号以当从301开始，即下一个报文段的序号字段应为401。这个字段的名称也叫做“报文段序号”。

3.确认号

占4字节，是期望收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号。例如，B正确收到了A发送过来的一个报文段，其序号字段值是501，而数据长度是200字节（序号501~700），着表明B正确收到了A发送的到序号700为止的数据。因此，B期望收到A的下一个数据序号是701，于是B在发送给A的确认报文段中把确认号置为701。若确认号 = N，则表明：到序号N - 1为止的所有数据都已正确收到。

4.数据偏移

占4位，它指出TCP报文段的首部长度的数据起始处距离TCP报文段的起始处有多远。这个字段实际上是指出TCP报文段的首部长度。由于首部中还有长度不确定的选项字段，因此数据偏移字段是有必要的。但应注意，“数据偏移”的单位是32位字（即4字节的字位计算单位）。由于4位二进制数能够表示的最大十进制数字位15，因此数据偏移的最大值位60字节，这也是TCP首部的最大长度（即选项长度不能超过40字节）。

5.保留

占6位，保留为今后使用，目前应该置为0。

6.控制位

总共六位，每位说明一个性质，6位一起说明本报文段的性质。

① 紧急URG（URGent）

当URG置为1时，表明紧急指针字段有效。它告诉系统此报文段中由紧急数据，应尽快传送（相当于高优先级的数据），而不是按照原来的排队顺序传送，紧急数据后面的数据仍然是普通数据。

② 确认ACK（ACKnowledgment）

仅当ACK=1时，确认号字段才有效。当ACK=0时，确认号无效。TCP规定，在连接建立后所有传送的报文段都必须把ACK置为1。

③ 推送PSH（PuSH）

当两个应用进程进行交互式通信时，有时在一端的应用进程希望在键入一个命令后立即就能够收到对方的响应。这种情况下，TCP就可以使用推送操作。这时，发送方TCP把PSH置1，并立即创建一个报文段发送出去。接收方TCP收到PSH=1的报文段，就尽快地交付为应用进程，而不再等到整个缓存都填满了后再向上交付。

④复位RST（ReSeT）

当RST=1时，表明TCP连接中出现严重差错（如主机崩溃），必须释放连接，然后再重新建立连接。将RST置为1还用来拒绝一个非法报文段或拒绝打开一个连接。RST也称为重置位。

⑤ 同步SYN（SYNchronization）

在连接建立时用来同步序号。当SYN=1而ACK=0时，表明这是一个连接请求报文段。对方若同意建立连接，则应当响应的报文段中使用SYN=1和ACK=1。因此，SYN置为1就表示这是一个连接请求或者同意连接报文。

⑥ 终止FIN（FINish）

用来释放一个连接。当FIN=1时，表明此报文段的发送方的数据已经发送完毕，并要求释放运输连接。

7.窗口

占2字节。窗口值是[0, 2^16 - 1]之间的整数。窗口指的是发送本报文段的一方接收窗口（而不是自己的发送窗口）。窗口值告诉对方：从本报文首部中的确认号算起，接收方目前允许对方发送的数据量（以字节为单位）。之所以要有这个限制，是因为接收方的数据缓存空间是有限的。总之，窗口值作为接收方让发送方设置其发送窗口的依据。窗口字段明确指出了现在允许对方发送的数据量。窗口值经常在动态变化着。

8.检验和

占2字节，检验和字段检验的范围包括首部和数据这两部分。

9.紧急指针

占2字节，紧急指针仅在URG=1时才有意义，它指出本报文段中的紧急数据的字节数（紧急数据结束后就是普通数据）。因此，紧急指针指出了紧急数据的末尾在报文段中的位置。当所有紧急数据都处理完时，TCP就高数应用程序恢复到正常操作 。注意：即使窗口为零时也可发送紧急数据。

10.选项

长度可变，最长40字节。填充字段仅仅是为了使整个TCP首部长度是4字节的整数倍。

参考

《计算机网络》第八版 谢希仁编著

RFC 793