一、IP封包格式说明
前言
IP 协议用 IP 报文头封装传输层报文，IP 报文头包含了如下的信息：这个
报文从哪个传输层协议过来，它准备被发送到哪台机器，它从哪儿来以及一些
其他有用的信息.
IP 协议是一个非面向连接的协议，也就是说 IP 不需要协商一个连接。面
向连接的协议需要协商一个连接，然后在这个连接上面收发数据，最后关闭这
个连接。TCP 就是这样的协议，但是它建立在 IP 基础之上的。IP 不是面向连接
的原因有很多种，其中一个原因就是它不会为很多应用增加不必要的开销。对
于报文丢失的情况，通过简单的重传就可以解决问题，而不需新建连接，等待
对端确认等等额外开销。
1、IP报文格式
上面图中每一行所占用的位数为32bits,各个表头的内容分别介绍如下
版本(Version)
第 0 到 3bit。版本字段是二进制表示的，IPV4 为 0100，而
IPV6 为 0110.这个字段在报文过滤中很少用到。
网络报文头长(Internet Header Length)
第 4-7bit，它表示以 4 字节为单位的报文头长，例如没有选项的报文长度为 20byte，这样这个字段就为 5
TOS 字段
第 8 到 15bit，这个字段是 IP 报文头里面最复杂的部分之一，这个字段已经被更新 3 次了。他们的基本含义没有发生变化，但是他们 的具体实现却改变了。最初，这个字段被称为服务类别（type of
service）
| 标识 | 项目 | 说明 |
| XXX_____ | Routine | 设定IP顺序，预设为0，否则数值越高越优先 |
| ___X____ | Delay | 延迟要求，0 为正常值，如果为1表示低延迟 |
| ____X___ | Throughput | 通讯量要求，0为正常值，1为高传输量 |
| _____X__ | Reliabiltity | 可靠性要求，0为正常值，1为高要求 |
| ______XX | Not Used | 未使用 |
-
0-2bit 称为优先权字段；
-
第 3bit 表示时延；
-
第 4bit 表示吞吐量；
-
第5bit表示对可靠性的要求级别;
-
最后两个 bit 预留 .
例如：
以太网络的种种相关规格可以让这个ip封包加速且降低延迟，某些特殊的标志就是在这里说明的。
注：
这种实现方式在很多老的硬件里面还能够看到。但是在后 来更新的 ECN 版本里面，第 6-7bit 被使用了，这样他们就被设置了值而不是原 先的预留值 0.但是很多老的防火墙和路由器在检查报文时候，发现这些字段是 1 就会把这个报文丢掉。
封包总长(TL)
通常以byte做单位来表示该封包的总长度﹐此数值包括标头和数据的总和,最大可达65535bytes
识别码(ID)
每一个IP封包都有一个16bit的唯一识别码。 当程序产生的数据要通过网路传送时﹐都会在传送层被拆散成封包形式发送﹐当封包要进行重组的时候﹐就是依据这个ID 。
Flags(特殊标识)
这是当封包在传输过程中进行最佳组合时使用的3个bit来标识
X__:R:当此值为0的时候﹐表示目前未被使用
_X_:DF:若为0表示可以分段，若为1表示不可分段
__X:MF:若为0表示此IP为最后分段，若为1表示非最后分段
FragmentOffset（分段偏移)--13bits
当一个大封包在经过一些传输单位(MTU)较小的路径时,会被被切割成碎片(fragment)再进行传送(这个切割和传送层的打包有所不同,它是由网路层决定的)。 由于网路情况或其它因素影响﹐其抵达顺序并不会和当初切割顺序一致的。 所以当封包进行切割的时候﹐会为各片段做好定位记录，如果封包没有被切割﹐那么FO的值为“0”
Time To Live(TTL,存活时间)--8bits
当一个封包被赋予TTL值，TTL是以hop为单位，每经过一个router就减一﹐如果封包TTL值被降为0的时候﹐就会被丢弃。 这样﹐当封包在传递过程中由于某些原因而未能抵达目的地的时候﹐就可以避免其一直充斥在网络上面，之所以不返回响应，是因为响应也是点用网络资源的，所以直接就丢弃了
Protocol Number(协议代码)-8bits
来自传输层与网络层本身的其他数据都放置在ip封包当中的，我们可以在IP表头记载这个IP封包内的数据是什么，在这个字段就是记载每种数据封包的内容啦，在这个字段记载的代码与相关的封包协议名称如下所示：
当然啦，我们比较常见到的还是TCP、UDP、ICMP
这个数值主要用来检错用的﹐用以确保封包被正确无误的接收到。 如果一切无误﹐就会发出确认信息﹐表示接收正常。
Source Address（SA）
来源的IP地址，从这里我们知道IP是32位。
Destination Address(DA)
有来源还需要目标才能传送，这里就是目标的IP地址
Options(其它参数)
这个是额外的功能，提供包括安全处理机制、路由纪录、时间戳，严格与宽松之来源路由等 。
Padding(补齐项目)& Padding
Options栏位长度不定, 可用来扩充功能。
Padding栏位是为了让表头(包含Options 栏位) 刚好是4 Bytes 的倍数。
二、TCP封包格式
1、TCP作用
TCP 协议位于 IP 协议层之上，TCP 是一个有状态的协议，并且通过内部机
制能够确认报文是否被对方正确的接收。TCP 主要有如下几个作用：
-
最主要就是确认双方的的可靠数据收发
-
数据在网络层和应用层之间正确传输
-
数据报文能够正确的被应用层接收
-
报文在传输过程中不会乱序
2、TCP报文格式
3、参数说明
| 属性 | 说明 |
|
Source Port(16bit) |
表示这个报文的发送端口，这个源端口最初和发送进程进行了直接绑定，但是现在我们的实现，通过 IP 地址，源端口和目的端口进行 hash，然后映射到相应的应用程序。 |
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Destination Port(16bit) |
这个是 TCP 报文的远端目的端口。这个和源端口一样，原来是和应用直接绑定的，现在也是通过 hash 映射到应用程序，这样容许系统能够打开更多的连接。 |
|
Sequence Number(32bit) |
***主要被赋予每一个报文，这样可以对报文进行排序。最后这个***在回应报文的 ACK 字段予以确认。 |
|
Acknowledge Number(32bit) |
当我们确认一个报文被接收的时候，我们就发送 ACK 确认这个报文。例如，我们接收到一个带有***的报文，而且这个报文是一个正常报文，那么我们就回应一个 ACK 报文，在 ACK 字段里面填写的正是过来的***。 |
| 数据偏移(Data Offset) |
这个字段表明 TCP 的报文头有多长，或者说数据从哪儿开始。它也是以 4 字节为单位的，这样即使不是 4 字节对齐，也可以通过尾部的填充字段来添加。 |
| 预留(Reserved)(6) |
这些 bits 暂时预留，在 RFC793 里面，这也宝航接下来哦 |
| Contral Flag (6) |
控制标记 |
| 紧急指针(URG) | 当URG被设定为1的时候就表示这是一个携有紧急资料的封包。 |
| 确认(ACK) |
这个位置表明这个报文是对我们收到报文的一个回应，我们确认一个报文表明我们不仅仅收到报文，而且这个报文没有错误。发送方收到 ACK之后就知道哪个报文已经被确认了，从而从发送缓冲释放该报文。 |
| 上送(PSH) |
“推”标志位表示立刻把数据上送给用户程序，不管用户窗口情 |
| 重置(RST) |
重置标志告诉对端关闭这个链接。这个标志主要有着几个作用。例如这个连接因为某些原因已经不能工作了，或者说这个连接不存在甚至可能是报文走错了路径。 |
| 同步***(SYN) | 如果SYN为1时表示要求双方进行同步沟通 |
| 完成(FIN) | 如果封包的FIN为1的时候就表示传送结束然後双方发出结束回应进而正式终止一个TCP传送过程 |
| 滑动窗口（windows size 16bit） |
窗口大小常常被接收者用来告诉发送者还有多少空闲缓冲可以 |
| 校验和(Checksum) | 这个是整个 TCP 报文头的校验和。 |
| 紧急指针(Urgent Pointer) |
这个指针指向紧急数据的尾部，如果这个连接内有紧急数据需要处理，那么发送方会设置 URG 标志以及把紧急指针指向紧急数据的尾部。 |
| 选项字段(Options) | 这个可选字段简单的来说，总是包含三方面内容。一个 是初始域，通过它我们可以知道可选项的长度。第二是可选项的类别，让我们知道是那个可选项。最后就是实际的可选项数据。可选项的完全列表可以通过文末的TCP options链接找到。 |
| 填充(Padding) | 填充字段确保整个 TCP 报文头是 4 字节对齐的。填充字段总 是用全 0 来填充。 |
三、UDP报文
1、前言
UDP 可以看作一个叫简化的 TCP 报文头，它主要包括源/目的端口，报文头
长以及校验和。
2、报文格式
3、参数说明
| 属性 | 说明 |
| 源地址（Source port） | 源端口表明这个报文是从哪儿发送出来的，但是假如你不需要对端的回复的话，这个字段也可以设置为全 0，但是在大部分实现里面，这个字段都是填充合理值。 |
| 目的端口（Destination port） | 这个表明报文的目的端口，这是必选项，和源端口不同。 |
| 报文长度（Length） | 这个长度是整个报文的长度，包括报文头和数据区。 |
| 校验和（Checksum） | 和 TCP 的校验和一样。 |
五、总结
TCP协议和UDP协议的区别
1，TCP协议面向连接，UDP协议面向非连接
2，TCP协议传输速度慢，UDP协议传输速度快
3，TCP协议保证数据顺序，UDP协议不保证
4，TCP协议保证数据正确性，UDP协议可能丢包
5，TCP协议对系统资源要求多，UDP协议要求少