TCP/IP学习笔记

三、数据包的封装和分用

1、封装：

应用程序→TCP/UDP→IP→以太网

2、分用：

以太网←IP←TCP/UDP←应用程序

四、IP首部：

IP协议是TCP/IP协议族中最核心的协议，所有的TCP、UDP、ICMP和IGMP数据都以IP数据报格式传输。IP传输的两个特点：不可靠和无连接。IP协议并不保证数据报能成功地到达目的地，也不维护后续数据报的状态信息。必须由上层协议处理。

IP首部定义：

typedef struct ip_hdr
{
　　unsigned char ip_verlen; // 4-bit 版本号
　　　　　　　　　　　　　　 // 4-bit 首部长度 (in 32-bit words)
　　unsigned char ip_tos; // IP 服务类型
　　unsigned short ip_totallength; // 总长度(字节数)
　　//第一个32位
　　unsigned short ip_id; // 标识
　　unsigned short ip_offset; //3位标志，13位分片偏移，
　　#define IP_DF 0x4000 //0x4000 don''t fragment flag
　　#define IP_MF 0x2000 //0x2000 more fragment flag
　　#define IP_OFFMASK 0x1fff //0x1fff mask for fragmenting bits
　　//第二个32位
　　unsigned char ip_ttl; // 生存时间
　　unsigned char ip_protocol; // 上层协议
　　unsigned short ip_checksum; // 首部检验和
　　//第三个32位
　　unsigned int ip_srcaddr; // 源IP地址
　　//第四个32位
　　unsigned int ip_destaddr; // 目的IP地址
　　//第五个32位
　 } ip,IPV4_HDR, *PIPV4_HDR, FAR * LPIPV4_HDR;

说明：ip_verlen前4位目前为4，表示为IPv4，后4位为5，表示首部长度为5X4=20个字节。

ip_tos为服务类型(type of service)，aaabbbbc，aaa为优先权子字段，现在已被忽略，bbbb为TOS子字段，代表：最小时延、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用，c未使用必须为0。如果bbbb均为0，则表示为一般服务。目前大多数TCP/IP实现都不支持TOS特性。

ip_totallength为IP数据报的总长度，以字节为单位，因此理论最大值为65535，但实际是不可能的。

ip_id为唯一标识主机发送的每一个数据报，通常每发一份它的值就会加1。

ip_off前3位标志abc,a为保留，必须为0，b为不分片标志,c为更多分片标志。

ip_off后13位为分片位置，以8字节为单位计算。因此，除最后一个分片外，其他每个分片都希望是一个8字节倍数的数据，从而使后面的分片从8字节边界开始。

ip_ttl为IP报的生存周期，每经过一个路由器就减1，如果该字段为0，则该数据报被丢弃。

ip_protocol：1=ICMP,2=IGMP,3=TCP,17=UDP

ip_checksum为数据报的首部检验和。计算方法如下：

USHORT checksum(ip *ip, int size) 
{ 
　　unsigned long cksum=0;
　　while (size > 1) 
　 {　 
　　 cksum += * ((USHORT*)ip )++;
　　 size -= sizeof(USHORT);
　 }
　 if (size) 
　{
　　 cksum +=(USHORT) *(UCHAR*)ip;
　}
　cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff);
　cksum += (cksum >>16);
　return (USHORT)(~cksum);
}

ICMP、IGMP、TCP和UDP协议也采用相同的检验和算法。