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TCP封包格式2010-02-08 17:02:31|分类： 软件技术 |标签： |字号大中小订阅 一、双向传输TCP是一个双向的协议。换言之，当A、B之间建立好连网后，A可以传送数据给B，而B也可以传送数据给A。如下图所示双向传输的特点：AB与AB管道各有一组Sequence/AcknowledgeNumber与Send/ReceiveWindow，因此整个TCP连网会有2个SequenceNumber、2个AcknowledgeNumber、2个SendWindow,以及2个ReceiveWindow。值得注意的是，A、B之间互传的封包，可以同时包含AB与AB的资料。例如：A传送Packet1给B此封包Payload部分当然是属于AB传送管道，但是报送部分则可记录AB的SequenceNumber，以及AB的AcknowledgeNumber。二、TCP连网所有TCP的传输都必须在TCP连网（TCPConnection）中进行。因此，TCP连网的建立、跟上可说是TCP的基本工作。1、识别连网如何定义一条TCP连网?TCP连网是由连网两端的IP地址与连接商品编号（即端口号）所定义：2、建立连网开始建立连网时，一定会有一方为主动端(Active)，另一方为被动端(Pawwive)。以WWW为例，客户端的浏览器通常扮演主动端的角色，而服务器端的WedServer通常是被动端的角色。连网建立之初，主要是让双方知道对方使用的各项TCP参数。亦即，在建立连网时，必须交换以下信息：（1）双方的InitialSequenceNumber。（2）双方的WindowSize。（3）双方支持的TCP选择性功能(后文会再详述TCP选择功能)。整个连网建立的过程称为“Handshaking”，也就是双方一见面时要先握手打招呼，讲好如何建立连网。Handshakingr的步骤，每个步骤各有一个TCP封包。第1步骤A首先总支出第1个TCP封包给B，我们称它为SYN封包。此封包除了指明A、B双方的连接端口编号外，还必须包含以下信息：1、SequenceNumber：指定AB的InitialSequenceNumber，我们称之为ISN(AB)。SequenceNumber最随机产生的数字，长度为4Bytes。2、AcknowledgeNumber：指定AB的AcknowledgeNumber。因为现在还不知道AB的SequenceNumber为何，因此AcknowledgeNumber先设为0。3、SYNFlag：这是TCP报头中的一个标示位，用来表明此封包的SequenceNumber为InitialSequenceNumber，而非一般的SequenceNumber。SYN是Synchronize(同步)的缩写，意思是说借助ISN可将A的SequenceNumber与B的AcknowledgeNumber同步化。3、WindowSize：A预设ReceiveWindow的大小，在此我们称之为Window(AB)。它可用来控制B的SendWindow大小，借此达成AB的流量控制。第2步骤B在收到SYN封包后，接着会回复一个SYNACK封包。其中包含了以下信息：1、SequenceNumber:指定AB的InitialSequenceNumber,我们称之为ISN(AB)2、AcknowledgeNumber：指定AB的AcknowledgeNumber。从SYN封包可得知AB的InitialSequenceNumber。在AB传输管道中，SYN封包可算是BytesStream中的1个Byte，因此SYNACK封包的AcknowledgeNumber等于SYN封包的ISN(AB)再加上1。3、YNACKFlag：用来表明此封包的SequenceNumber为InitialSequenceNumber(AB)，同时表示AcknowledgeNumber包含了确认收到的信息。4、WindowSize：B默认ReceiveWindow的大小，称为Window(AB)。它可用来控制A的SendWindow大小，藉此达成AB的流量控制。第3步骤A在收到SYNACK封包后，接着会再发出一个ACK封包，其中包含了以下信息：1、SequenceNumber：AB的SequenceNumber，因为第1步骤中的SYN封包占用了BytesStream中的1个Byte，所以此处的SequenceNumber等于第1步骤SYN封包的ISN(AB)再加上1。2、AcknowledgeNumber：指定AB的AcknowledgeNumber。从第2步骤的SYNACK封包可得知AB的InitialSequenceNumber。同理，在AB传输管道中，SYN封包可算是BytesStream中的1个Byte，所以此处的SequenceNumber等于第2步骤SYNACK封包的ISN(AB)再加上1。3、ACKFlag：表示AcknowledgeNumber包含了确认收到的信息。4、WindowSize：A的ReceiveWindow大小，亦即Window(AB)。建立连网的3个步骤可总结成如下的示意图：TCP数据传输实例演示：一、终止连网TCP连网若要终止，必须经由特定的连网终止步骤，才能将连网所用的资源（连接端口、存储器等等）释放出来。请读者注意，虽然建立连网时可区分为主动端与被动端，但是双方都可以主动提出终止连网的要求。连网终止的过程共有4个步骤，每个步骤各有一个TCP封包。接着我们便以A作为主动提出连网终止为例，说明连网终止的过程。第1步骤A首先送出第1个TCP封包给B，我们称它为FINACK封包，其中包含了以下信息：1、SequenceNumber：指定AB的SequenceNumber，因为AB已完成传输，因此称之为FinalSequenceNumber，我们以FSN(AB)来表示。2、AcknowledgeNumber：指定AB的AcknowledgeNumber。3、FIN-ACKFlag：FIN是Finish(完成)的缩写，意思是说AB已经传输完毕，ACK表示AcknowledgeNumber包含了确认收到的信息。4、WindowSize：与一般相同，以下省略。第2步骤B送出ACK封包给A，其中包含了以下信息：1、SequenceNumber：指定AB的SequenceNumber。2、AcknowledgeNumber：指定AB的AcknowledgeNumber。由于FIN封包会占用1Byte，所以此处AcknowledgeNumber等于第1步骤FIN-ACK封包的FSN(AB)再加上1。3、ACKFlag：表示AcknowledgeNumber包含了确认收到的信息。此步骤结束后，代表成功地终止AB传输管道。不过，AB可能还有数据需要传送，所以AB传输管道仍旧继续维持畅通，直到传送完成才会进入第3步骤。第3步骤当B完成AB的传输后，便送出FINACK封包给A，其中包含了以下信息：1、SequenceNumber：指定AB的SequenceNumber，因为已完成传输，因此称之为FSN(AB)。2、AcknowledgeNumber：指定AB的AcknowledgeNumber。由于第1步骤结束后，A便不再传送数据给B，所以此处的AcknowledgeNumber与第2步骤的AcknowledgeNumber相同，皆为FSN(AB)+1。3、FIN-ACKFlag：代表AB已经传输完毕，且AcknowledgeNumber包含了确认收到的信息。第4步骤A送出ACK封包给B，其中包含了以下信息：1、SequenceNumber:指定AB的SequenceNumber。由于第1步骤的FIN封包会占用1Byte，所以此处SequenceNumber等于第1步骤FIN-ACK封包的FSN（AB）再加上1。2、AcknowledgeNumber:指定AB的AcknowledgeNumber。由于第3步骤的FIN封包会占用1Byet，所以此处AcknowledgeNumber等于第3步骤FIN-ACK封包的FSN（AB）再加上1。3、ACKFlag:表示AcknowledgeNumber包含了确认收到的信息。二、TCP封包格式1、TCP数据的封装2、TCP封包格式1)TCP封包是由以下两部分所组成：TCP报头TCP数据TCP报头：记录源端与目的端应用程序所用的连接端口编号，以及相关的SequenceNumber、AcknowledgeNumber、WindowSize等等。TCP数据：载送上层协议（ApplicationLayer）的信息。这部份可视为TCPPayload,不过一般都称为TCPSegment,本章我们将之称为“TCP数据”。2)TCP封包的各个字段SourcePort(源连接端口编号)长度为2Bytes,记录A上层应用程序所用的TCP连接端口编号。Destinationport(目的连接端口编号)长度为2Bytes,记录B上层应用程序所用的TCP连接端口编号。SequecneNumber(序号)长度为4Bytes,记录TCP数据的第1Byte,AB传输管道BytesStream中的编号。Acknowledgenumber(回应序号)长度为4Bytes，记录AB传输管道中，已收到连续性数据在ABBytesStream中的编号。Window(窗口大小)长度为2Bytes，设定A的ReceiveWindow大小，用来控制AB的流量。一般而言，若A有充裕的时间处理AB传送来的数据时，A的ReceiveWindow可变大：若A过于忙碌而无暇处理AB传送来的数据时，A的ReceiveWindow会变小。Acknowledge设为1时代表Ack