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TCP/IP協議頭部結構體（網摘小結）

本文轉載自   查看原文   2013-05-16 18:19   22608    服務器

TCP/IP協議頭部結構體(轉)

 

網絡協議結構體定義

[cpp] view plain copy print ?
  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頭部，總長度14字節   
  8. typedef struct _eth_hdr  
  9. {  
  10.     unsigned char dstmac[6]; //目標mac地址   
  11.     unsigned char srcmac[6]; //源mac地址   
  12.     unsigned short eth_type; //以太網類型   
  13. }eth_hdr;  
  14. //IP頭部，總長度20字節   
  15. typedef struct _ip_hdr  
  16. {  
  17.     #if LITTLE_ENDIAN   
  18.     unsigned char ihl:4;     //首部長度   
  19.     unsigned char version:4, //版本    
  20.     #else   
  21.     unsigned char version:4, //版本   
  22.     unsigned char ihl:4;     //首部長度   
  23.     #endif   
  24.     unsigned char tos;       //服務類型   
  25.     unsigned short tot_len;  //總長度   
  26.     unsigned short id;       //標志   
  27.     unsigned short frag_off; //分片偏移   
  28.     unsigned char ttl;       //生存時間   
  29.     unsigned char protocol;  //協議   
  30.     unsigned short chk_sum;  //檢驗和   
  31.     struct in_addr srcaddr;  //源IP地址   
  32.     struct in_addr dstaddr;  //目的IP地址   
  33. }ip_hdr;  
  34. //TCP頭部，總長度20字節   
  35. typedef struct _tcp_hdr  
  36. {  
  37.     unsigned short src_port;    //源端口號   
  38.     unsigned short dst_port;    //目的端口號   
  39.     unsigned int seq_no;        //序列號   
  40.     unsigned int ack_no;        //確認號   
  41.     #if LITTLE_ENDIAN   
  42.     unsigned char reserved_1:4; //保留6位中的4位首部長度   
  43.     unsigned char thl:4;        //tcp頭部長度   
  44.     unsigned char flag:6;       //6位標志   
  45.     unsigned char reseverd_2:2; //保留6位中的2位   
  46.     #else   
  47.     unsigned char thl:4;        //tcp頭部長度   
  48.     unsigned char reserved_1:4; //保留6位中的4位首部長度   
  49.     unsigned char reseverd_2:2; //保留6位中的2位   
  50.     unsigned char flag:6;       //6位標志    
  51.     #endif   
  52.     unsigned short wnd_size;    //16位窗口大小   
  53.     unsigned short chk_sum;     //16位TCP檢驗和   
  54.     unsigned short urgt_p;      //16為緊急指針   
  55. }tcp_hdr;  
  56. //UDP頭部，總長度8字節   
  57. typedef struct _udp_hdr  
  58. {  
  59.     unsigned short src_port; //遠端口號   
  60.     unsigned short dst_port; //目的端口號   
  61.     unsigned short uhl;      //udp頭部長度   
  62.     unsigned short chk_sum;  //16位udp檢驗和   
  63. }udp_hdr;  
  64. //ICMP頭部，總長度4字節   
  65. typedef struct _icmp_hdr  
  66. {  
  67.     unsigned char icmp_type;   //類型   
  68.     unsigned char code;        //代碼   
  69.     unsigned short chk_sum;    //16位檢驗和   
  70. }icmp_hdr;   

 

 

全面的網絡協議結構體定義

[cpp] view plain copy print ?
  1. /*********************************************/  
  2. //計算機網絡各種協議的結構   
  3. #define ETHER_ADDR_LEN 6 //NIC物理地址占6字節   
  4. #define MAXDATA 10240   
  5. /* 
  6. 網絡實驗程序 
  7. 數據包中的TCP包頭,IP包頭,UDP包頭,ARP包,Ethernet包等. 
  8. 以及各種表.路由尋址表,地址解析協議表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 逆地址解析協議   
  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報頭   
  36. typedef struct ip  
  37. {  
  38.     u_int ip_v:4; //version(版本)   
  39.     u_int ip_hl:4; //header length(報頭長度)   
  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報頭結構體   
  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報頭結構體*/   
  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與ETHERNET生成的報頭*/  
  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與ip生成的報頭   
  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與ip生成的報頭   
  112. typedef struct packet_udp   
  113. {  
  114.     struct ip ip;  
  115.     struct udphdr udp;  
  116. }UDP_IP;  
  117. /*********************************************/  
  118. /*********************************************/  
  119. //ICMP的各種形式   
  120. //icmpx,x==icmp_type;   
  121. //icmp報文(能到達目的地,響應-請求包)   
  122. struct icmp8   
  123. {  
  124.     u_char icmp_type; //type of message(報文類型)   
  125.     u_char icmp_code; //type sub code(報文類型子碼)   
  126.     u_short icmp_cksum;  
  127.     u_short icmp_id;  
  128.     u_short icmp_seq;  
  129.     char icmp_data[1];  
  130. };  
  131. //icmp報文(能返回目的地,響應-應答包)   
  132. struct icmp0   
  133. {  
  134.     u_char icmp_type; //type of message(報文類型)   
  135.     u_char icmp_code; //type sub code(報文類型子碼)   
  136.     u_short icmp_cksum;  
  137.     u_short icmp_id;  
  138.     u_short icmp_seq;  
  139.     char icmp_data[1];  
  140. };  
  141. //icmp報文(不能到達目的地)   
  142. struct icmp3   
  143. {  
  144.     u_char icmp_type; //type of message(報文類型)   
  145.     u_char icmp_code; //type sub code(報文類型子碼),例如:0網絡原因不能到達,1主機原因不能到達...   
  146.     u_short icmp_cksum;  
  147.     u_short icmp_pmvoid;  
  148.     u_short icmp_nextmtu;  
  149.     char icmp_data[1];  
  150. };  
  151. //icmp報文(重發結構體)   
  152. struct icmp5   
  153. {  
  154.     u_char icmp_type; //type of message(報文類型)   
  155.     u_char icmp_code; //type sub code(報文類型子碼)   
  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(報文類型)   
  163.     u_char icmp_code; //type sub code(報文類型子碼)   
  164.     u_short icmp_cksum;  
  165.     u_int icmp_void;  
  166.     char icmp_data[1];  
  167. };  

 

 

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IP協議

　　IP協議（Internet Protocol）是網絡層協議，用在因特網上，TCP，UDP，ICMP，IGMP數據都是按照IP數據格式發送得。IP協議提供的是不可靠無連接得服務。IP數據包由一個頭部和一個正文部分構成。正文主要是傳輸的數據，我們主要來理解頭部數據，可以從其理解到IP協議。　

IP數據包頭部格式（RFC791）


　　Example Internet Datagram Header　

　　上面的就是IP數據的頭部格式，這里大概地介紹一下。　

　　IP頭部由20字節的固定長度和一個可選任意長度部分構成，以大段點機次序傳送，從左到 右。　

TCP協議　

　　TCP協議（TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL）是傳輸層協議，為應用層提供服務，和UDP不同的是，TCP協議提供的可靠的面向連接的服務。在RFC793中是基本的TCP描述。關於TCP協議的頭部格式內容的說明：　

TCP Header FORMat　

　
　　TCP Header FORMat　

　　跟IP頭部差不多，基本的長度也是20字節。TCP數據包是包含在一個IP數據報文中的。　

　　好了，簡單介紹到此為止。來看看我捕獲的例子吧。這是一次FTP的連接，呵呵，是cuteftp默認的cuteftp的FTP站點，IP地址是：216.3.226.21。我的IP地址假設為:192.168.1.1。下面的數據就是TCO/IP連接過程中的數據傳輸。我們可以分析TCP/IP協議數據格式以及TCP/IP連接的三次握手（ThreeWay-Handshake）情況。下面的這些十六進制數據只是TCP/IP協議的數據，不是完整的網絡通訊數據。　

　　第一次，我向FTP站點發送連接請求（我把TCP數據的可選部分去掉了）　

　　192.168.1.1->216.3.226.21　

　　IP頭部： 45 00 00 30 52 52 40 00 80 06 2c 23 c0 a8 01 01 d8 03 e2 15　

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

　　來看看IP頭部的數據是些什么。　

　　第一字節，“45”，其中“4”是IP協議的版本（Version），說明是IP4。“5”是IHL位，表示IP頭部的長度，是一個4bit字段，最大就是1111了，值為12，IP頭部的最大長度就是60字節。而這里為“5”，說明是20字節，這是標准的IP頭部長度，頭部報文中沒有發送可選部分數據。　

　　接下來的一個字節“00”是服務類型（Type of Service）。這個8bit字段由3bit的優先權子字段（現在已經被忽略），4 bit的TOS子字段以及1 bit的未用字段（現在為0）構成.4 bit的TOS子字段包含：最小延時、最大吞吐量、最高可靠性以及最小費用構成，這四個1bit位最多只能有一個為1，本例中都為0，表示是一般服務。　

　　接着的兩個字節“00 30”是IP數據報文總長，包含頭部以及數據，這里表示48字節。這48字節由20字節的IP頭部以及28字節的TCP頭構成（本來截取的TCP頭應該是28字節的，其中8字節為可選部分，被我省去了）。因此目前最大的IP數據包長度是65535字節。　

　　再是兩個字節的標志位（Identification）：“5252”，轉換為十進制就是21074。這個是讓目的主機來判斷新來的分段屬於哪個分組。　

　　下一個字節“40”，轉換為二進制就是“0100 0000”，其中第一位是IP協議目前沒有用上的，為0。接着的是兩個標志DF和MF。DF為1表示不要分段，MF為1表示還有進一步的分段（本例為0）。然后的“0 0000”是分段便移（Fragment Offset）。　

　　“80”這個字節就是TTL（Time To Live）了，表示一個IP數據流的生命周期，用Ping顯示的結果，能得到TTL的值，很多文章就說通過TTL位來判別主機類型。因為一般主機都有默認的TTL值，不同系統的默認值不一樣。比如WINDOWS為128。不過，一般Ping得到的都不是默認值，這是因為每次IP數據包經過一個路由器的時候TTL就減一，當減到0時，這個數據包就消亡了。這也時Tracert的原理。本例中為“80”，轉換為十進制就是128了，我用的WIN2000。　

　　繼續下來的是“06”，這個字節表示傳輸層的協議類型（Protocol）。在RFC790中有定義，6表示傳輸層是TCP協議。　

　　“2c 23”這個16bit是頭校驗和（Header Checksum）。　

　　接下來“c0 a8 01 01”，這個就是源地址（Source Address）了，也就是我的IP地址。

　　轉換為十進制的IP地址就是：192.168.1.1，同樣，繼續下來的32位“d8 03 e2 15”是目標地址，216.3.226.21　

　　好了，真累啊，終於看完基本的20字節的IP數據報頭了。繼續看TCP的頭部吧，這個是作為IP數據包的數據部分傳輸的。　

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

　　一來就是一個兩字節段“0d 28”，表示本地端口號，轉換為十進制就是3368。第二個兩字節段“00 15”表示目標端口，因為我是連接FTP站點，所以，這個就是21啦，十六進制當然就是“00 15”。　

　　接下來的四個字節“50 5f a9 06”是順序號（Sequence Number），簡寫為SEQ，SEQ=1348446470下面的四個字節“00 00 00 00”是確認號（Acknowledgment Number），簡寫為ACKNUM。　

　　繼續兩個字節，“70 02”，轉換為二進制吧，“0111 0000 0000 0010”。這兩個字節,總共16bit，有好多東西呢。第一個4bit“0111”，是TCP頭長，十進制為7，表示28個字節（剛才說了，我省略了8字節的option數據，所以你只看見了20字節）。接着的6bit現在TCP協議沒有用上，都為0。最后的6bit“00 0010”是六個重要的標志。這是兩個計算機數據交流的信息標志。接收和發送斷根據這些標志來確定信息流的種類。下面是一些介紹：　

　　URG：（Urgent Pointer field significant）緊急指針。用到的時候值為1，用來處理避免TCP數據流中斷　

　　ACK：（Acknowledgment fieldsignificant）置1時表示確認號（AcknowledgmentNumber）為合法，為0的時候表示數據段不包含確認信息，確認號被忽略。　

　　PSH：（Push Function），PUSH標志的數據，置1時請求的數據段在接收方得到后就可直接送到應用程序，而不必等到緩沖區滿時才傳送。　

　　RST：（Reset the connection）用於復位因某種原因引起出現的錯誤連接，也用來拒絕非法數據和請求。如果接收到RST位時候，通常發生了某些錯誤。　

　　SYN：（Synchronize sequence numbers）用來建立連接，在連接請求中，SYN=1，ACK=0，連接響應時，SYN=1，ACK=1。即，SYN和ACK來區分Connection Request和Connection Accepted。　

　　FIN：（No more data from sender）用來釋放連接，表明發送方已經沒有數據發送了。　

　　這6個標志位，你們自己對號入座吧。本例中SYN=1，ACK=0，當然就是表示連接請求了。我們可以注意下面兩個過程的這兩位的變換。　

　　后面的“40 00 c0 29 00 00”不講了，呵呵，偷懶了。后面兩次通訊的數據，自己分開看吧。我們看看連接的過程，一些重要地方的變化。　

　　第二次，FTP站點返回一個可以連接的信號。　

　　216.3.226.21->192.168.1.1　

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

　　TCP頭部：00 15 0d 28 4b 4f 45 c1 50 5f a9 07 60 12 20 58 64 07 00 00　

　　第三次，我確認連接。TCP連接建立起來。　

　　192.168.1.1->216.3.226.21　

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

　　TCP頭部：0d 28 00 15 50 5f a9 07 4b 4f 45 c2 50 10 40 b0 5b 1c 00 00　

　　好，我們看看整個Threeway_handshake過程。　

　　第一步，我發出連接請求，TCP數據為：SEQ=50 5f a9 06，ACKNUM=00 00 00 00，SYN=1，ACK=0。　

　　第二步，對方確認可以連接，TCP數據為：SEQ=4b 4f 45 c1，ACKNUM=50 5f a9 07，SYN=1，ACK=1。　

　　第三步，我確認建立連接。SEQ=50 5f a9 07， ACKNUM=4b 4f45c2，SYN=0，ACK=1。　

　　可以看出什么變化么？正式建立連接了呢，這些東西是什么值？　

　　我接收從216.3.226.21->192.168.1.1的下一個數據包中：　

　　SEQ=4b 4f 45 c2，ACKNUM=50 5f a9 07,SYN=0,ACK=1這些都是很基礎的東西，對於編寫sniffer這樣的東西是必須非常熟悉的。這里只講解了TCP/IP協議的一點點東西，主要是頭部數據的格式。(T002)

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附加圖片，直觀具體，幫助理解

 

 

 

 

 

 

 


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