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IP头、TCP头、UDP头详解以及定义

落鹤生 发布于 2014-09-28 16:11 点击:次 
IP数据包也叫IP报文分组,传输在ISO网络7层结构中的网络层,它由IP报文头和IP报文用户数据组成,IP报文头的长度一般在20到60个字节之间,而一个IP分组的最大长度则不能超过65535个字节。
TAG: IP头  TCP头  UDP头  

IP数据包也叫IP报文分组,传输在ISO网络7层结构中的网络层,它由IP报文头和IP报文用户数据组成,IP报文头的长度一般在20到60个字节之间,而一个IP分组的最大长度则不能超过65535个字节。
下图为IP分组的报文头格式,报文头的前20个字节是固定的,后面的可变。


版本:占4位(bit),指IP协议的版本号。目前的主要版本为IPV4,即第4版本号,也有一些教育网和科研机构在使用IPV6。在进行通信时,通信双方的IP协议版本号必须一致,否则无法直接通信。
首部长度:占4位(bit),指IP报文头的长度。最大的长度(即4个bit都为1时)为15个长度单位,每个长度单位为4字节(TCP/IP标准,DoubleWord),所以IP协议报文头的最大长度为60个字节,最短为上图所示的20个字节。
服务类型:占8位(bit),用来获得更好的服务。其中的前3位表示报文的优先级,后面的几位分别表示要求更低时延、更高的吞吐量、更高的可靠性、更低的路由代价等。对应位为1即有相应要求,为0则不要求。
总长度:16位(bit),指报文的总长度。注意这里的单位为字节,而不是4字节,所以一个IP报文的的最大长度为65535个字节。
标识(identification):该字段标记当前分片为第几个分片,在数据报重组时很有用。
标志(flag):该字段用于标记该报文是否为分片(有一些可能不需要分片,或不希望分片),后面是否还有分片(是否是最后一个分片)。
片偏移:指当前分片在原数据报(分片前的数据报)中相对于用户数据字段的偏移量,即在原数据报中的相对位置。
生存时间:TTL(Time to Live)。该字段表明当前报文还能生存多久。每经过1ms或者一个网关,TTL的值自动减1,当生存时间为0时,报文将被认为目的主机不可到达而丢弃。 使用过Ping命令的用户应该有印象,在windows中输入ping命令,在返回的结果中即有TTL的数值。
协议:该字段指出在上层(网络7层结构或TCP/IP的传输层)使用的协议,可能的协议有UDP、TCP、ICMP、IGMP、IGP等。
首部校验和:用于检验IP报文头部在传播的过程中是否出错,主要校验报文头中是否有某一个或几个bit被污染或修改了。
源IP地址:32位(bit),4个字节,每一个字节为0~255之间的整数,及我们日常见到的IP地址格式。
目的IP地址:32位(bit),4个字节,每一个字节为0~255之间的整数,及我们日常见到的IP地址格式。

由于Delphi里面没有位域这个概念,所以定义结构的时候只能整字节了,挺怀恋C++或者Erlang的,有位域定义出来和使用起来都很方便了
//IP包
TIPHeader = packed record
iph_verlen: byte; // 版本和长度
iph_tos: byte; // 服务类型
iph_length: word; // 总长度,2个无符号字节所以只能65535
iph_id: word; // 标识
iph_offset: word; // 标志和片偏移
iph_ttl: byte; // 生存时间
iph_protocol: byte; // 协议
iph_xsum: word; // 头校验和
iph_src: longword; // 源地址
iph_dest: longword; // 目的地址
end;

这个结构体有什么用呢?其实在嗅探的时候就很有用了.

TCP数据包的头

IP/TCP/UDP头数据结构<strong>定义</strong> - Jimmy - jimmyloveforever

typedef struct _TCP_HEADER {
USHORT nSourPort ; // 源端口号16bit
USHORT nDestPort ; // 目的端口号16bit
UINT nSequNum ; // 序列号32bit
UINT nAcknowledgeNum ; // 确认号32bit
USHORT nHLenAndFlag ; // 前4位:TCP头长度;中6位:保留;后6位:标志位16bit
USHORT nWindowSize ; // 窗口大小16bit
USHORT nCheckSum ; // 检验和16bit
USHORT nrgentPointer ; // 紧急数据偏移量16bit
} TCP_HEADER, *PTCP_HEADER ;

UDP数据包的头

IP/TCP/UDP头数据结构<strong>定义</strong> - Jimmy - jimmyloveforever

typedef struct _UDP_HEADER {
USHORT nSourPort ; // 源端口号16bit
USHORT nDestPort ; // 目的端口号16bit
USHORT nLength ; // 数据包长度16bit
USHORT nCheckSum ; // 校验和16bit
} UDP_HEADER, *PUDP_HEADER ;

进入协议栈的过程:(从协议栈出来刚好相反)


ICMP头和报文校验和的计算

 ICMP头和报文校验和的计算 - Jimmy - jimmyloveforever

 

  1. ////////////////////////////////定义ICMP包头 
  2. typedef struct _ICMP_HEADER { 
  3. BYTE bType ; // 类型8bit 
  4. BYTE bCode ; // 代码8bit 
  5. USHORT nCheckSum ; // 校验和16bit 
  6. USHORT nId ; // 标识,本进程ID16bit 
  7. USHORT nSequence ; // 序列号16bit 
  8. UINT nTimeStamp ; // 可选项,这里为时间,用于计算时间32bit 
  9. } ICMP_HEADER, *PICMP_HEADER ; 
  10.  
  11. ///////////////////////////////// 

发送ICMP报文时,必须由程序自己计算校验和,将它填入ICMP头部对应的域中。校验和的计算方法是:

将数据以字(16位)为单位累加到一个双字中(强转换双字类型),如果数据长度为奇数(奇数个字节),最后一个字节将被扩展到字,累加的结果是一个双字,

最后将这个双字的高16位和低16位相加后取反,便得到了校验和!

  1. // 计算ICMP包校验值 
  2. // 参数1:ICMP包缓冲区 
  3. // 参数2:ICMP包长度 
  4. USHORT GetCheckSum ( LPBYTE lpBuf, DWORD dwSize ) 
  5. DWORD dwCheckSum = 0 ; 
  6. USHORT* lpWord = (USHORT*)lpBuf ; 
  7.  
  8. // 累加 
  9. while ( dwSize > 1 ) 
  10. dwCheckSum += *lpWord++ ; 
  11. dwSize -= 2 ; 
  12.  
  13. // 如果长度是奇数 
  14. if ( dwSize == 1 ) 
  15. dwCheckSum += *((LPBYTE)lpWord) ; 
  16.  
  17. // 高16位和低16位相加 
  18. dwCheckSum = ( dwCheckSum >> 16 ) + ( dwCheckSum & 0xFFFF ) ; 
  19.  
  20. // 取反 
  21. return (USHORT)(~dwCheckSum ) ; 

 

(秩名)
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