网络编程一：IP数据包、七层网络模型、TCP/IP协议

一、IP数据包

包头，由20字节组成：

• 4位ip版本标识（如ipv4，ipv6），4位首部长度(internet头长度)，8位服务类型TOS，16位总长度字节数....共4字节；
• 16位标识（用于标识数据报的分段），3位分段标识（标识报文是否允许被分段和是否使用了这些域），13位分段偏移....共4字节；
• 8位生存时间TTL，8位协议（如tcp、udp），16位首部校验和....共4字节；
• 32位源IP地址....共4字节；
• 32位目的IP地址....共4字节......一共20字节

IP数据包组成：如TCP数据包或UDP数据包，由包头(IP首部，20字节)+选项(TCP或UDP首部，如果有，20字节)+数据（TCP、UDP数据）组成。

 

TCP首部组成，共20字节，160位：

• TCP源端口：16位源端口号；源端口+源IP地址的作用，用于标识报文的返回地址
• TCP目的端口：16位目标端口号；目的端口+目的IP地址，用于标识报文的发送地址
• TCP序列号：32位的序列号，由接收端计算机使用，用于组合分段的报文
• TCP应答号：32位的应答ACK标识，用于标识下一个希望收到的报文的第一个字节
• 数据偏移：32位数据结构或称为双字为单位，由以下组成：4位TCP头大小，6位保留，6位标志域(每1位标志可以打开一个控制功能：紧急标志URG、有意义的应答标志ACK、推PSH、重置连接标志RST、同步序列号标志SYN、完成数据发送标志FIN)，16位窗口大小（每个TCP数据段大小）
• 在：16位校验和（用于错误检查），16位紧急指针

TCP首部和TCP数据之间，也可以有选项（如果有）

 

 

二、OSI网络七层模型：

OSI七层模型 相关协议 缩写

应用层

HTTP 超文本传输协议

FTP 文件传输协议

SMTP 简单邮件传输协议

TELNET TCP/IP终端仿真协议

POP3 邮局协议第三版

Finger 用户信息协议

NNTP 网络新闻传输协议

IMAP4 因特网信息访问协议第四版

LPR UNIX 远程打印协议

Rwho UNIX 远程 Who协议

Rexec UNIX远程执行协议

Login UNIX 远程登陆协议

RSH UNIX 远程Shell协议

NTF HP网络文件传输协议

RDA HP 远程数据库访问协议

VT 虚拟终端仿真协议

RFA HP 远程文件访问协议

RPC Remote Process Comm.

S-HTTP 安全超文本传输协议

GDP网关发现协议

X-Window

CMOT 基于TCP/IP的CMIP协议

SOCKS 安全套接字协议

FANP流属性通知协议

SLP服务定位协议

MSN微软网络服务

Radius 远程用户拨号认证服务协议

DNS 域名系统

NFS网络文件系统协议

NIS SUN 网络信息系统协议

R-STAT SUN远程状态协议

NSM SUN 网络状态监测协议

PMAP SUN 端口映射协议

Mount

LPR UNIX远程打印协议

常用UDP协议的应用层服务

BOOTP引导协议
DHCP动态主机配套协议
NTP网络时间协议
TFTP简单文件传输协议

SNMP简单网络管理协议

表示层

DECnet NSP

LPP 轻量级表示协议

NBSSN NetBIOS会话服务协议

XDP外部数据表示协议

IPX

会话层

SSL 安全套接字层协议

TLS传输层安全协议

DAP目录访问协议

LDAP轻量级目录访问协议

RPC远程过程调用协议

VINES NETRPC

VFRP
NeTBIOS
IPX

传输层

XOT 基于tcp之上的X协议

Van Jacobson 压缩TCP协议

ISO-DE ISO 开发环境-------->NetBISO

TALI 传输适配层接口协议

DSI、NetBIOS、IP NeTBIOS、ISO-TP SSP、SMB、MSRPC

UDP用户数据报协议

RUDP可靠的用户数据报协议

Mobile IP 移动IP协议

网络层

IP/IPv6 互联网协议/互联网协议第六版

ICMPv6互联网控制信息协议第六版

ICMP互联网控制信息协议

IGMP 互联网组管理协议

SLIP 串行线路IP协议

安全协议

AH 认证头协议

ESP 安装封装有效载荷协议

路由协议

EGP 外部网关协议

OSPF 开放最短路径优先协议

IGRP 内部网关路由协议

NHRP 下一跳解析协议

IE-IRGP 增强内部网关路由选择协议

RIPng for IPv6 IPv6路由信息协议

GGP 网关到网关协议

VRRP 虚拟路由器冗余协议

PGM 实际通用组播协议

RSVP 资源预留协议

PIM-DM 密集模式独立组播协议

DVMRP 距离矢量组播路由协议

RIP2 路由信息协议第二版

PIM-SM 稀疏模式独立组播协议

MOSPF 组播开放最短路径优先协议

数据链路层

MPLS 多协议标签交换协议

XTP 压缩传输协议

DCAP 数据转换客户访问协议

SLE 串行连接封装协议

IPinIP IP套IP封装协议

隧道协议

PPTP点对点隧道协议

L2F第二层转发协议

L2TP 第二层隧道协议

ATMP接入隧道管理协议

Cisco 协议

CDP 思科发现协议

CGMP 思科组管理协议

地址解析协议

ARP地址解析协议

RAR逆向地址解析协议

物理层

IEEE 802.2

Ethernet v.2

Internetwork

 

三、TCP/IP协议

互联网协议，有上百种协议，但是最重要的两个协议是TCP和IP协议，所以也有互联网协议简称为TCP/IP协议。

IP协议，负责把数据从一台计算机通过网络发送到另一个计算机。数据被分割成一小块一小块，希后通过IP包发送出去。

路由器，负责决定如何把一个IP包转发出去。

IP包，按块发送，途径多个路由，但不能保证到达，也不保证顺序到达。

IP地址：IPV4，由32位4字节组成；IPV6由128位16字节组成。

 

TCP协议，建立在IP协议之上的。

TCP协议，负责在两台计算机上建立可靠的连接，保证数据包按顺序到达。

TCP协议，通过3次握手建立连接，保证可靠的顺序的连接。

TCP协议，通过握手建立连接，然后，对每个IP包编号，确保对方按顺序收到；如果IP包丢掉了，就自动重发。

 TCP三次握手，建立连接：

客户端-->服务端   ip包tcp包，请求连接

服务端-->客户端   ip包tcp包，应答

客户端-->服务端   ip包tcp包，建立连接

建立连接后，客户端才能向服务端发送数据。

 

断开连接：

服务端-->客户端  ip包tcp包  FIN

客户端-->服务端  ip包tcp包  ACK

客户端-->服务端  ip包tcp包  FIN

服务端-->客户端  ip包tcp包  ACK

 

四、TCP、UDP客户端与服务器：

客户端、服务端连接图：

 代码，略