浅谈 TCP 协议(二)
yuuki Lv5

TCP报文段的首部格式

TCP虽然是面向字节流的,但是TCP传送的数据单元却是报文段,而且TCP的全部功能都体现在它的首部中各个字段

TCP报文段首部.png

源端口和目的端口字段——各占 2 字节。端口是运输层与应用层的服务接口。运输层的复用和分用功能都要通过端口才能实现。

序号字段——占 4 字节。TCP 连接中传送的数据流中的每一个字节都编上一个序号。序号字段的值则指的是本报文段所发送的数据的第一个字节的序号

确认号字段——占 4 字节,是期望收到对方的下一个报文段的数据的第一个字节的序号。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),这表明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的下一个数据序号为701,于是B在发送给A的确认报文段中把确认号置位701。总之,若确认号为N,则表明到N-1为止的所有数据都已正确收到

数据偏移(即首部长度)——占 4 位,它指出 TCP 报文段的数据起始处距离 TCP 报文段的起始处有多远。“数据偏移”的单位是 32 位字(以 4 字节为计算单位)。

保留字段——占 6 位,保留为今后使用,但目前应置为 0

紧急 URG —— 当 URG = 1 时,表明紧急指针字段有效。它告诉系统此报文段中有紧急数据,应尽快传送(相当于高优先级的数据)

确认 ACK —— 只有当 ACK = 1 时确认号字段才有效。当 ACK = 0 时,确认号无效。TCP规定,在建立连接后所有传送的报文段都必须把ACK置1

推送 PSH (PuSH) —— 接收 TCP 收到 PSH = 1 的报文段,就尽快地交付接收应用进程,而不再等到整个缓存都填满了后再向上交付。

复位 RST (ReSeT) —— 当 RST = 1 时,表明 TCP 连接中出现严重差错(如由于主机崩溃或其他原因),必须释放连接,然后再重新建立运输连接。

同步 SYN —— 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。对方若同意建立连接,则应在响应的报文段中使SYN = 1和ACK = 1。所以,SYN = 1 表示这是一个连接请求或连接接受报文

终止 FIN (FINis) —— 用来释放一个连接。FIN = 1 表明此报文段的发送端的数据已发送完毕,并要求释放运输连接。

窗口字段 —— 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的接收窗口(而不是自己的发送窗口)。窗口值告诉对方:从本报文段首部中的确认号算起,接收方目前允许对方发送的数据量。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。例如。设确认号是701,窗口字段是1000.这就表明,从701号算起,发送此报文段的一方还有接收1000个字节数据(字节序号701-1700)的接收缓存空间。总之,窗口字段指出了现在允许对方发送的数据量。窗口值是经常在动态变化着

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。与UDP一样在计算检验和时,要在 TCP 报文段的前面加上 12 字节的伪首部。

紧急指针字段 —— 占 16 位,仅在URG = 1时才有意义,它指出在本报文段中紧急数据共有多少个字节(紧急数据放在本报文段数据的最前面,因此紧急指针指出了紧急数据的末尾在报文段中的位置)。

选项字段 —— 长度可变。TCP 最初只规定了一种选项,即最大报文段长度 MSS。MSS 告诉对方 TCP:“我的缓存所能接收的报文段的数据字段的最大长度是 MSS 个字节。” MSS (Maximum Segment Size)是 TCP 报文段中的数据字段的最大长度。数据字段加上 TCP 首部才等于整个的 TCP 报文段。

其他选项

  • 窗口扩大选项 ——占 3 字节,其中有一个字节表示移位值 S。新的窗口值等于TCP 首部中的窗口位数增大到(16 + S),相当于把窗口值向左移动 S 位后获得实际的窗口大小。
  • 时间戳选项——占10 字节,其中最主要的字段时间戳值字段(4 字节)和时间戳回送回答字段(4 字节)。
  • 选择确认选项

填充字段 —— 这是为了使整个首部长度是 4 字节的整数倍。

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