通过连接实例解读TCPIP协议文档格式.doc

1、IP头部由20字节的固定长度和一个可选任意长度部分构成，以大段点机次序传送，从左到 右。TCP协议 TCP协议（TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL）是传输层协议，为应用层提供服务，和UDP不同的是，TCP协议提供的可靠的面向连接的服务。在RFC793中是基本的TCP描述。关于TCP协议的头部格式内容的说明：TCP Header FORMatTCP Header FORMat 跟IP头部差不多，基本的长度也是20字节。TCP数据包是包含在一个IP数据报文中的。好了，简单介绍到此为止。来看看我捕获的例子吧。这是一次FTP的连接，呵呵，是cuteftp默认的cuteftp的F

2、TP站点，IP地址是：216.3.226.21。我的IP地址假设为:192.168.1.1。下面的数据就是TCO/IP连接过程中的数据传输。我们可以分析TCP/IP协议数据格式以及TCP/IP连接的三次握手（ThreeWay-Handshake）情况。下面的这些十六进制数据只是TCP/IP协议的数据，不是完整的网络通讯数据。第一次，我向FTP站点发送连接请求（我把TCP数据的可选部分去掉了）192.168.1.1-216.3.226.21 IP头部： 45 00 00 30 52 52 40 00 80 06 2c 23 c0 a8 01 01 d8 03 e2 15 TCP头部：0d 28

3、00 15 50 5f a9 06 00 00 00 00 70 02 40 00 c0 29 00 00 来看看IP头部的数据是些什么。第一字节，“45”，其中“4”是IP协议的版本（Version），说明是IP4。“5”是IHL位，表示IP头部的长度，是一个4bit字段，最大就是1111了，值为12，IP头部的最大长度就是60字节。而这里为“5”，说明是20字节，这是标准的IP头部长度，头部报文中没有发送可选部分数据。接下来的一个字节“00”是服务类型（Type of Service）。这个8bit字段由3bit的优先权子字段（现在已经被忽略），4 bit的TOS子字段以及1 bit的未用

4、字段（现在为0）构成.4 bit的TOS子字段包含：最小延时、最大吞吐量、最高可靠性以及最小费用构成，这四个1bit位最多只能有一个为1，本例中都为0，表示是一般服务。接着的两个字节“00 30”是IP数据报文总长，包含头部以及数据，这里表示48字节。这48字节由20字节的IP头部以及28字节的TCP头构成（本来截取的TCP头应该是28字节的，其中8字节为可选部分，被我省去了）。因此目前最大的IP数据包长度是65535字节。再是两个字节的标志位（Identification）：“5252”，转换为十进制就是21074。这个是让目的主机来判断新来的分段属于哪个分组。下一个字节“40”，转换为二进

5、制就是“0100 0000”，其中第一位是IP协议目前没有用上的，为0。接着的是两个标志DF和MF。DF为1表示不要分段，MF为1表示还有进一步的分段（本例为0）。然后的“0 0000”是分段便移（Fragment Offset）。“80”这个字节就是TTL（Time To Live）了，表示一个IP数据流的生命周期，用Ping显示的结果，能得到TTL的值，很多文章就说通过TTL位来判别主机类型。因为一般主机都有默认的TTL值，不同系统的默认值不一样。比如WINDOWS为128。不过，一般Ping得到的都不是默认值，这是因为每次IP数据包经过一个路由器的时候TTL就减一，当减到0时，这个数据包

6、就消亡了。这也时Tracert的原理。本例中为“80”，转换为十进制就是128了，我用的WIN2000。继续下来的是“06”，这个字节表示传输层的协议类型（Protocol）。在RFC790中有定义，6表示传输层是TCP协议。“2c 23”这个16bit是头校验和（Header Checksum）。接下来“c0 a8 01 01”，这个就是源地址（Source Address）了，也就是我的IP地址。 转换为十进制的IP地址就是：192.168.1.1，同样，继续下来的32位“d8 03 e2 15”是目标地址，216.3.226.21 好了，真累啊，终于看完基本的20字节的IP数据报头了。继

7、续看TCP的头部吧，这个是作为IP数据包的数据部分传输的。一来就是一个两字节段“0d 28”，表示本地端口号，转换为十进制就是3368。第二个两字节段“00 15”表示目标端口，因为我是连接FTP站点，所以，这个就是21啦，十六进制当然就是“00 15”。接下来的四个字节“50 5f a9 06”是顺序号（Sequence Number），简写为SEQ， SEQ=1348446470下面的四个字节“00 00 00 00”是确认号（Acknowledgment Number），简写为ACKNUM。继续两个字节，“70 02”，转换为二进制吧，“0111 0000 0000 0010”。这两个字

8、节,总共16bit，有好多东西呢。第一个4bit“0111”，是TCP头长，十进制为7，表示28个字节（刚才说了，我省略了8字节的option数据，所以你只看见了20字节）。接着的6bit现在TCP协议没有用上，都为0。最后的6bit“00 0010”是六个重要的标志。这是两个计算机数据交流的信息标志。接收和发送断根据这些标志来确定信息流的种类。下面是一些介绍：URG：（Urgent Pointer field significant）紧急指针。用到的时候值为1，用来处理避免TCP数据流中断 ACK：（Acknowledgment fieldsignificant）置1时表示确认号（Ackno

9、wledgmentNumber）为合法，为0的时候表示数据段不包含确认信息，确认号被忽略。PSH：（Push Function），PUSH标志的数据，置1时请求的数据段在接收方得到后就可直接送到应用程序，而不必等到缓冲区满时才传送。RST：（Reset the connection）用于复位因某种原因引起出现的错误连接，也用来拒绝非法数据和请求。如果接收到RST位时候，通常发生了某些错误。SYN：（Synchronize sequence numbers）用来建立连接，在连接请求中，SYN=1，ACK=0，连接响应时，SYN=1，ACK=1。即，SYN和ACK来区分Connection Req

10、uest和Connection Accepted。FIN：（No more data from sender）用来释放连接，表明发送方已经没有数据发送了。这6个标志位，你们自己对号入座吧。本例中SYN=1，ACK=0，当然就是表示连接请求了。我们可以注意下面两个过程的这两位的变换。后面的“40 00 c0 29 00 00”不讲了，呵呵，偷懒了。后面两次通讯的数据，自己分开看吧。我们看看连接的过程，一些重要地方的变化。第二次，FTP站点返回一个可以连接的信号。216.3.226.21-192.168.1.1 45 00 00 2c c6 be 40 00 6a 06 cd ba d8 03 e

11、2 15 c0 a8 01 01 00 15 0d 28 4b 4f 45 c1 50 5f a9 07 60 12 20 58 64 07 00 00 第三次，我确认连接。TCP连接建立起来。 45 00 00 28 52 53 40 00 80 06 2c 2a c0 a8 01 01 d8 03 e2 15 0d 28 00 15 50 5f a9 07 4b 4f 45 c2 50 10 40 b0 5b 1c 00 00 好，我们看看整个Threeway_handshake过程。第一步，我发出连接请求，TCP数据为：SEQ=50 5f a9 06，ACKNUM=00 00 00 00

12、，SYN=1，ACK=0。第二步，对方确认可以连接，TCP数据为：SEQ=4b 4f 45 c1，ACKNUM=50 5f a9 07，SYN=1，ACK=1。第三步，我确认建立连接。SEQ=50 5f a9 07， ACKNUM=4b 4f45c2，SYN=0，ACK=1。可以看出什么变化么？正式建立连接了呢，这些东西是什么值？我接收从216.3.226.21-192.168.1.1的下一个数据包中：SEQ=4b 4f 45 c2，ACKNUM=50 5f a9 07,SYN=0,ACK=1这些都是很基础的东西，对于编写sniffer这样的东西是必须非常熟悉的。这里只讲解了TCP/IP协议的

13、一点点东西，主要是头部数据的格式。深入TCP/IP 全面透彻了解举例说明该算法。例：给定一 class c address : 192.168.5.0 ，要求划分20个子网，每个子网5 个主机。解：因为4 5 8 ，用2568248 即是所求的子网掩码，对应的子网数也就出来了。这是针对C类地址。老师也只讲了针对C类地址的做法。下面是我自己推出来的针对B类地址的做法。对于B类地址，假如主机数小于或等于254，与C类地址算法相同。对于主机数大于254的，如需主机 700台，50个子网（相当大了）， 512 700 1024 256（1024/256）=2564252 即是所求的子网掩码，对应的子网数也就 出来了。上面2564中的4（2的2次幂）是指主机数用2进制表示时超过8位的位数，即超过2位，掩码为剩余的前6位，即子网数为2（6）262个。欢迎指正。Append :Host/Subnet Quantities Table - Class A Effective Effective # bits Mask Subnets Hosts - - - - 2 255.192.0.0 2 4194302 3 255.224.0.0 6 2097150 4 255.240.0.0 14 1048574