TCP/IP协议头部结构体(网摘小结)

TCP/IP协议头部结构体(转)

 

网络协议结构体定义

  1. // i386 is little_endian.   
  2. #ifndef LITTLE_ENDIAN   
  3. #define LITTLE_ENDIAN   (1)   //BYTE ORDER   
  4. #else   
  5. #error Redefine LITTLE_ORDER   
  6. #endif   
  7. //Mac头部,总长度14字节   
  8. typedef struct _eth_hdr  
  9. {  
  10.     unsigned char dstmac[6]; //目标mac地址   
  11.     unsigned char srcmac[6]; //源mac地址   
  12.     unsigned short eth_type; //以太网类型   
  13. }eth_hdr;  
  14. //IP头部,总长度20字节   
  15. typedef struct _ip_hdr  
  16. {  
  17.     #if LITTLE_ENDIAN   
  18.     unsigned char ihl:4;     //首部长度   
  19.     unsigned char version:4, //版本    
  20.     #else   
  21.     unsigned char version:4, //版本   
  22.     unsigned char ihl:4;     //首部长度   
  23.     #endif   
  24.     unsigned char tos;       //服务类型   
  25.     unsigned short tot_len;  //总长度   
  26.     unsigned short id;       //标志   
  27.     unsigned short frag_off; //分片偏移   
  28.     unsigned char ttl;       //生存时间   
  29.     unsigned char protocol;  //协议   
  30.     unsigned short chk_sum;  //检验和   
  31.     struct in_addr srcaddr;  //源IP地址   
  32.     struct in_addr dstaddr;  //目的IP地址   
  33. }ip_hdr;  
  34. //TCP头部,总长度20字节   
  35. typedef struct _tcp_hdr  
  36. {  
  37.     unsigned short src_port;    //源端口号   
  38.     unsigned short dst_port;    //目的端口号   
  39.     unsigned int seq_no;        //序列号   
  40.     unsigned int ack_no;        //确认号   
  41.     #if LITTLE_ENDIAN   
  42.     unsigned char reserved_1:4; //保留6位中的4位首部长度   
  43.     unsigned char thl:4;        //tcp头部长度   
  44.     unsigned char flag:6;       //6位标志   
  45.     unsigned char reseverd_2:2; //保留6位中的2位   
  46.     #else   
  47.     unsigned char thl:4;        //tcp头部长度   
  48.     unsigned char reserved_1:4; //保留6位中的4位首部长度   
  49.     unsigned char reseverd_2:2; //保留6位中的2位   
  50.     unsigned char flag:6;       //6位标志    
  51.     #endif   
  52.     unsigned short wnd_size;    //16位窗口大小   
  53.     unsigned short chk_sum;     //16位TCP检验和   
  54.     unsigned short urgt_p;      //16为紧急指针   
  55. }tcp_hdr;  
  56. //UDP头部,总长度8字节   
  57. typedef struct _udp_hdr  
  58. {  
  59.     unsigned short src_port; //远端口号   
  60.     unsigned short dst_port; //目的端口号   
  61.     unsigned short uhl;      //udp头部长度   
  62.     unsigned short chk_sum;  //16位udp检验和   
  63. }udp_hdr;  
  64. //ICMP头部,总长度4字节   
  65. typedef struct _icmp_hdr  
  66. {  
  67.     unsigned char icmp_type;   //类型   
  68.     unsigned char code;        //代码   
  69.     unsigned short chk_sum;    //16位检验和   
  70. }icmp_hdr;   

 

 

全面的网络协议结构体定义

  1. /*********************************************/  
  2. //计算机网络各种协议的结构   
  3. #define ETHER_ADDR_LEN 6 //NIC物理地址占6字节   
  4. #define MAXDATA 10240   
  5. /* 
  6. 网络实验程序 
  7. 数据包中的TCP包头,IP包头,UDP包头,ARP包,Ethernet包等. 
  8. 以及各种表.路由寻址表,地址解析协议表DNS表等 
  9. */  
  10. #define ETHERTYPE_IP 0x0800   //IP Protocal   
  11. #define ETHERTYPE_ARP 0x0806   //Address Resolution Protocal   
  12. #define ETHERTYPE_REVARP 0x0835   //Reverse Address Resolution Protocal 逆地址解析协议   
  13. /*********************************************/  
  14. //ethernet   
  15. typedef struct ether_header  
  16. {  
  17.     u_char ether_dhost[ETHER_ADDR_LEN];  
  18.     u_char ether_shost[ETHER_ADDR_LEN];  
  19.     u_short ether_type;  
  20. }ETH_HEADER;  
  21. /*********************************************/  
  22. //ether_header eth;   
  23. /*********************************************/  
  24. //arp   
  25. typedef struct arphdr  
  26. {  
  27.     u_short ar_hrd;  
  28.     u_short ar_pro;  
  29.     u_char ar_hln;  
  30.     u_char ar_pln;  
  31.     u_short ar_op;  
  32. }ARP_HEADER;  
  33. /*********************************************/  
  34. /*********************************************/  
  35. //IP报头   
  36. typedef struct ip  
  37. {  
  38.     u_int ip_v:4; //version(版本)   
  39.     u_int ip_hl:4; //header length(报头长度)   
  40.     u_char ip_tos;  
  41.     u_short ip_len;  
  42.     u_short ip_id;  
  43.     u_short ip_off;  
  44.     u_char ip_ttl;  
  45.     u_char ip_p;  
  46.     u_short ip_sum;  
  47.     struct in_addr ip_src;  
  48.     struct in_addr ip_dst;  
  49. }IP_HEADER;  
  50. /*********************************************/  
  51. /*********************************************/  
  52. //TCP报头结构体   
  53. typedef struct tcphdr   
  54. {  
  55.     u_short th_sport;  
  56.     u_short th_dport;  
  57.     u_int th_seq;  
  58.     u_int th_ack;  
  59.     u_int th_off:4;  
  60.     u_int th_x2:4;  
  61.     u_char th_flags;  
  62.     u_short th_win;  
  63.     u_short th_sum;  
  64.     u_short th_urp;  
  65. }TCP_HEADER;  
  66. #define TH_FIN 0x01   
  67. #define TH_SYN 0x02   
  68. #define TH_RST 0x04   
  69. #define TH_PUSH 0x08   
  70. #define TH_ACK 0x10   
  71. #define TH_URG 0x20   
  72. /*********************************************/  
  73. /*********************************************/  
  74. //UDP报头结构体*/   
  75. typedef struct udphdr   
  76. {  
  77.     u_short uh_sport;  
  78.     u_short uh_dport;  
  79.     u_short uh_ulen;  
  80.     u_short uh_sum;  
  81. }UDP_HEADER;  
  82. /*********************************************/  
  83. //=============================================   
  84. /*********************************************/  
  85. /*ARP与ETHERNET生成的报头*/  
  86. typedef struct ether_arp  
  87. {  
  88.     struct arphdr ea_hdr;  
  89.     u_char arp_sha[ETHER_ADDR_LEN];  
  90.     u_char arp_spa[4];  
  91.     u_char arp_tha[ETHER_ADDR_LEN];  
  92.     u_char arp_tpa[4];  
  93. }ETH_ARP;  
  94. #define arp_hrd ea_hdr.ar_hrd   
  95. #define arp_pro ea_hdr.ar_pro   
  96. #define arp_hln ea_hdr.ar_hln   
  97. #define arp_pln ea_hdr.ar_pln   
  98. #define arp_op ea_hdr.ar_op   
  99. #define ARPHRD 1   
  100. /*********************************************/  
  101. /*********************************************/  
  102. //tcp与ip生成的报头   
  103. typedef struct packet_tcp   
  104. {  
  105.     struct ip ip;  
  106.     struct tcphdr tcp;  
  107.     u_char data[MAXDATA];  
  108. }TCP_IP;  
  109. /*********************************************/  
  110. /*********************************************/  
  111. //udp与ip生成的报头   
  112. typedef struct packet_udp   
  113. {  
  114.     struct ip ip;  
  115.     struct udphdr udp;  
  116. }UDP_IP;  
  117. /*********************************************/  
  118. /*********************************************/  
  119. //ICMP的各种形式   
  120. //icmpx,x==icmp_type;   
  121. //icmp报文(能到达目的地,响应-请求包)   
  122. struct icmp8   
  123. {  
  124.     u_char icmp_type; //type of message(报文类型)   
  125.     u_char icmp_code; //type sub code(报文类型子码)   
  126.     u_short icmp_cksum;  
  127.     u_short icmp_id;  
  128.     u_short icmp_seq;  
  129.     char icmp_data[1];  
  130. };  
  131. //icmp报文(能返回目的地,响应-应答包)   
  132. struct icmp0   
  133. {  
  134.     u_char icmp_type; //type of message(报文类型)   
  135.     u_char icmp_code; //type sub code(报文类型子码)   
  136.     u_short icmp_cksum;  
  137.     u_short icmp_id;  
  138.     u_short icmp_seq;  
  139.     char icmp_data[1];  
  140. };  
  141. //icmp报文(不能到达目的地)   
  142. struct icmp3   
  143. {  
  144.     u_char icmp_type; //type of message(报文类型)   
  145.     u_char icmp_code; //type sub code(报文类型子码),例如:0网络原因不能到达,1主机原因不能到达...   
  146.     u_short icmp_cksum;  
  147.     u_short icmp_pmvoid;  
  148.     u_short icmp_nextmtu;  
  149.     char icmp_data[1];  
  150. };  
  151. //icmp报文(重发结构体)   
  152. struct icmp5   
  153. {  
  154.     u_char icmp_type; //type of message(报文类型)   
  155.     u_char icmp_code; //type sub code(报文类型子码)   
  156.     u_short icmp_cksum;  
  157.     struct in_addr icmp_gwaddr;  
  158.     char icmp_data[1];  
  159. };  
  160. struct icmp11   
  161. {  
  162.     u_char icmp_type; //type of message(报文类型)   
  163.     u_char icmp_code; //type sub code(报文类型子码)   
  164.     u_short icmp_cksum;  
  165.     u_int icmp_void;  
  166.     char icmp_data[1];  
  167. };  

 

 

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IP协议

  IP协议(Internet Protocol)是网络层协议,用在因特网上,TCP,UDP,ICMP,IGMP数据都是按照IP数据格式发送得。IP协议提供的是不可靠无连接得服务。IP数据包由一个头部和一个正文部分构成。正文主要是传输的数据,我们主要来理解头部数据,可以从其理解到IP协议。 

IP数据包头部格式(RFC791)


  Example Internet Datagram Header 

  上面的就是IP数据的头部格式,这里大概地介绍一下。 

  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 FORMat 

 
  TCP 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FTP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 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。继续看TCP的头部吧,这个是作为IP数据包的数据部分传输的。 

  TCP头部:0d 28 00 15 50 5f a9 06 00 00 00 00 70 02 40 00 c0 29 00 00 

  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(AcknowledgmentNumber)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 Request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 

  IP头部: 45 00 00 2c c6 be 40 00 6a 06 cd ba d8 03 e2 15 c0 a8 01 01 

  TCP头部: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。 

  192.168.1.1->216.3.226.21 

  IP头部: 45 00 00 28 52 53 40 00 80 06 2c 2a c0 a8 01 01 d8 03 e2 15 

  TCP头部: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,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协议的一点点东西,主要是头部数据的格式。(T002)

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附加图片,直观具体,帮助理解

 

 

 

 

 

 

 

posted @ 2013-05-16 18:19  oayx  阅读(22974)  评论(0编辑  收藏