IP包、TCP報文、UDP數據段格式的匯總
一、IP包格式
IP數據包是一種可變長分組，它由首部和數據負載兩部分組成。首部長度一般為20-60字節（Byte），其中後40字節是可選的，長度不固定，前20字節格式為固定。數據負載部分的長度一般可變，整個IP數據包的最大長度為65535B。
1、版本號（Version）
長度為4位（bit
2、首部長度
指的是IP包頭長度，用4位（bit）表示，十進制值就是[0,15]，一個IP包前20個字節是必有的，後40個字節根據情況可能有可能沒有。如果IP包頭是20個字節，則該位應是20/4=5。
3、服務類型（Type of Service TOS）
長度為8位（bit），其組成：前3位為優先級（Precedence），後4位標誌位，最後1位保留未用。優先級主要用於QoS，表示從0（普通級別）到7（網絡控制分組）的優先級。標誌位可分別表示D（Delay更低的時延）、T（Throughput 更高的吞吐量）、R（Reliability更高的可靠性）、C（Cost
TOS只表示用戶的請求，不具有強制性，實際應用中很少用，路由器通常忽略TOS字段。
4、總長度（Total Length）
指IP包總長度，用16位（bit）表示，即IP包最大長度可以達216=65535字節。在以太網中允許的最大包長為1500B，當超過網絡允許的最大長度時需將過長的數據包分片。
5、標識符（Identifier）
長度為16位，用於數據包在分段重組時標識其序列號。將數據分段後，打包成IP包，IP包因走的路由上不同，會產生不同的到達目地的時間，到達目地的後再根據標識符進行重新組裝還原。該字段要與標誌、段偏移一起使用的才能達到分段組裝的目標。
6、標誌（Flags）
長度為3位，三位從左到右分別是
7、偏移量（Fragment Offset）
也稱段偏移，用於標識該數據段在上層初始數據報文中的偏移量。如果某個包含分段的上層報文的IP數據包在傳送時丟失，則整個一系列包含分段的上層數據包的IP包都會要求重傳。
8、生存時間（TTL）
長度為8位，初始值由操作系統設置，每經過一個路由器轉發後其值就減1，減至0後丟棄該包。這種機制可以避免數據包找不到目地時不斷被轉發，堵塞網絡。
9、協議（Protocol）
長度為8位，標識上層所使用的協議。
10、首部校驗和（Header Checksum）
長度為16位，首部檢驗和只對IP數據包首部進行校驗，不包含數據部分。數據包每經過一個中間節點都要重新計算首部校驗和，對首都進行檢驗。
11、源IP地址（Source IP）
長度為32位，表示數據發送的主機IP。
12、目的IP地址（Destination IP）
長度為32位，表示數據要接收的主機IP。
13、選項字段（Options）
長度為0-40字節（Byte），主要有：安全和處理限制（Security）、記錄路徑（Record Route）、時間戳（Timestamps）、寬松源站選路（Loose Source Routing）、嚴格的源站選路（Strict Source Routing）等。
二、TCP報文
TCP報文由首部和數據兩部分組成。首部一般由20-60字節（Byte）構成，長度可變。其中前20B格式固定，後40B為可選。
因為，TCP報文還得傳給下層網絡層，封裝成IP包，而一個IP包最大長度為65535，同時IP包首部也包含最少20B，所以一個IP包或TCP包可以包含的數據部分最大長度為65535-20-20=65495B。
TCP報文中數據部分是可選的，即TCP報文可以不包含數據（同理IP包也可以不包含數據）。不含數據的TCP報文通常是一些確認和控制信息類的報文，如TCP建立連接時的三次握手和TCP終止時的四次揮手等。
1、源端口號（Source Port）
長度為16位，指明發送數據的進程。
2、目的端口號（Destination Port）
長度為16位，指明目的主機接收數據的進程。
3、序號（Sequence Number）
也稱為序列號，長度為32位，序號用來標識從TCP發送端向接入端發送的數據字節流進行編號，可以理解成對字節流的計數。
4、確認號（Acknowledgement Number）
長度為32位，確認號包含發送確認的一端所期望收到的下一個序號。確認號只有在ACK標誌為1時才有效。
5、首部長度
長度為4位，用於表示TCP報文首部的長度。用4位（bit）表示，十進制值就是[0,15]，一個TCP報文前20個字節是必有的，後40個字節根據情況可能有可能沒有。如果TCP報文首部是20個字節，則該位應是20/4=5。
6、保留位（Reserved）
長度為6位，必須是0，它是為將來定義新用途保留的。
7、標誌（Code Bits）
長度為6位，在TCP報文中不管是握手還是揮手還是傳數據等，這6位標誌都很重要。6位從左到右依次為：
URG：緊急標誌位，說明緊急指針有效；
ACK：確認標誌位，多數情況下空，說明確認序號有效；
PSH：推標誌位，置位時表示接收方應立即請求將報文交給應用層；
RST：復位標誌，用於重建一個已經混亂的連接；
SYN：同步標誌，該標誌僅在三次握手建立TCP連接時有效
FIN：結束標誌，帶該標誌位的數據包用於結束一個TCP會話。
8、窗口大小（Window Size）
長度為16位，TCP流量控制由連接的每一端通過聲明的窗口大小來提供。
9、檢驗和（Checksum）
長度為16位，該字段覆蓋整個TCP報文端，是個強制性的字段，是由發送端計算和存儲，到接收端後，由接收端進行驗證。
10、緊急指針（Urgent Pointer）
長度為16位，指向數據中優先部分的最後一個字節，通知接收方緊急數據的長度，該字段在URG標誌置位時有效。
11、選項（Options）
長度為0-40B（字節），必須以4B為單位變化，必要時可以填充0。通常包含：最長報文大小（MaximumSegment Size，MSS）、窗口擴大選項、時間戳選項、選擇性確認（Selective ACKnowlegement，SACK）等。
12、數據
三、UDP數據段
UDP數據段格式比較簡單，如下：
UDP數據報由首部和數據兩部分組成，其中首部只有8B（字節）。
1、源端口號（Source Port）
長度為16位，指明發送數據的進程。
2、目的端口號（Destination Port）
長度為16位，指明目的主機接收數據的進程。
3、長度
長度為16位，該字段值為報頭和數據兩部分的總字節數。
4、檢驗和（Checksum）
長度為16位，UDP檢驗和作用於UDP報頭和UDP數據的所有位。由發送端計算和存儲，由接收端校驗。
5、數據
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IP包、TCP報文、UDP數據段格式的匯總