TCP头部结构

时间:2023-03-08 21:46:01
TCP头部结构

3.2 TCP头部结构

TCP头部信息出现在每个TCP报文段中,用于指定通信的源端端口,目的端端口,管理TCP连接等,本节详细介绍TCP的头部结构,包括固定头部结构和头部选项。

3.2.1 TCP固定头部结构

TCP头部结构如图3-3所示,其中的诸多字段为管理TCP连接和控制数据流提供了足够的信息。

TCP头部结构

16位端口号(port number):告知主机该报文段是来自哪里(源端口)以及传给哪个上层协议或应用程序(目的端口)的。进行TCP通信时,客户端通常使用系统自动选择的临时端口号,而服务器则使用知名服务端口号。1.3节中提到过,所有知名服务使用的端口号都定义在/etc/services文件中。

32位序号(sequence number):一次TCP通信(从TCP连接建立到断开)过程中某一个传输方向上的字节流的每个字节的编号。假设主机A和主机B进行TCP通信,A发送给B的第一个TCP报文段中,序号值被系统初始化为某个随机值ISN(Initial Sequence Number,初始序号值)。那么在该传输方向上(从A到B),后续的TCP报文段中序号值将被系统设置成ISN加上该报文段所携带数据的第一个字节在整个字节流中的偏移。例如,某个TCP报文段传送的数据是字节流中的第1025~2048字节,那么该报文段的序号值就是ISN+1025。另外一个传输方向(从B到A)的TCP报文段的序号值也具有相同的含义。

32位确认号(acknowledgement number):用作对另一方发送来的TCP报文段的响应。其值是收到的TCP报文段的序号值加1。假设主机A和主机B进行TCP通信,那么A发送出的TCP报文段不仅携带自己的序号,而且包含对B发送来的TCP报文段的确认号。反之,B发送出的TCP报文段也同时携带自己的序号和对A发送来的报文段的确认号。

4位头部长度(header length):标识该TCP头部有多少个32bit字(4字节)。因为4位最大能表示15,所以TCP头部最长是60字节。

6位标志位包含如下几项:

URG标志,表示紧急指针(urgent pointer)是否有效。

ACK标志,表示确认号是否有效。我们称携带ACK标志的TCP报文段为确认报文段。

PSH标志,提示接收端应用程序应该立即从TCP接收缓冲区中读走数据,为接收后续数据腾出空间(如果应用程序不将接收到的数据读走,它们就会一直停留在TCP接收缓冲区中)。

RST标志,表示要求对方重新建立连接。我们称携带RST标志的TCP报文段为复位报文段。

SYN标志,表示请求建立一个连接。我们称携带SYN标志的TCP报文段为同步报文段。

FIN标志,表示通知对方本端要关闭连接了。我们称携带FIN标志的TCP报文段为结束报文段。

16位窗口大小(window size):是TCP流量控制的一个手段。这里说的窗口,指的是接收通告窗口(Receiver Window,RWND)。它告诉对方本端的TCP接收缓冲区还能容纳多少字节的数据,这样对方就可以控制发送数据的速度。

16位校验和(TCP checksum):由发送端填充,接收端对TCP报文段执行CRC算法以检验TCP报文段在传输过程中是否损坏。注意,这个校验不仅包括TCP头部,也包括数据部分。这也是TCP可靠传输的一个重要保障。

16位紧急指针(urgent pointer):是一个正的偏移量。它和序号字段的值相加表示最后一个紧急数据的下一字节的序号。因此,确切地说,这个字段是紧急指针相对当前序号的偏移,不妨称之为紧急偏移。TCP的紧急指针是发送端向接收端发送紧急数据的方法。我们将在后面讨论TCP紧急数据。