一、TCP/IP的層次結構
1、應用層：為用戶的應用程序提供接口，使用戶可以訪問網絡。（IE瀏覽器就處於應用層）
HTTP、TFTP、FTP、NFS等屬於應用層的協議 。是用戶客戶端程序或軟件之間使用的協議。
HTTP 超文本傳輸協議（瀏覽網頁服務）
TFTP 文件傳輸協議（較快，但是不可靠）
FTP 文件傳輸協議（提供文件上傳，文件下載服務，較慢但是可靠）
NFS 網絡文件系統（Unix和Linux系統之間共享文件）
SMTP 簡單郵件傳輸協議（郵件的發送和轉發）
POP3 接收郵件（由服務器下載到本地）
Talnet (遠程登錄功能（配置交換機、路由器）)
SNMP 簡單網絡管理協議（通過網管軟件來管理網絡）
DNS 域名系統，將域名解析為IP地址（將百度的域名轉換為服務器的IP地址）
2、傳輸層(運輸層)：提供端到端的通信（兩台計算機上的軟件間的連接），對信息流具有調節作用。
TCP、UDP屬於運輸層的協議。在TCP/IP協議族中，網絡層IP提供的是一種不可靠的服務，，它盡可能的把分組從源節點送到目的節點，但是並不提供任何可靠保證。而TCP在不可靠的IP層上提供了一個可靠的運輸層（參見TCP三次握手），為了提供這種可靠的服務，TCP采用了超時重傳，發送和接收的端到端的確認分組等機制。
TCP 傳輸控制協議 面向連接（打電話） 可靠服務
在通信之前要先建立連接 需要同時在線
UDP 用戶數據報協議 非面向連接（發快遞）不可靠 不穩定 但速度更快
源端口(Source Port) 目的端口(Desination Port)
序列號(Sequence Number)【數據包的序號】
確認號(Acknowledgment Number)（序列號+1）【用於指示下一個數據包序號】
報頭的長度(HLEN):以32字節為單位的報頭長度
保留域(Reserved)：設置為0
編碼位(Code Bits):用於控制段的傳輸（如會話的建立和終止）
包括：URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN 6個位
SYN（synchronous）：請求建立TCP連接
FIN：斷開TCP連接
RST：重置TCP連接
ACK：確認、反饋連接情況
PSH：將數據立刻送到應用層進行處理的命令
URG：判斷緊急指針是否有效的命令
窗口大小(Windows)：接收方能夠繼續接收的字節數【控制發送的速度】
校驗和(Checksum):baokuo TCP報頭和數據在內的校驗和【判斷數據傳輸是否出錯】
緊急指針(Urgent Pointer)：當前序列號到緊急位置的偏移量
選項(Option)：廠商根據需要自定義的內容
MAC地址
數據(Data)：上層協議數據
HTTP：80
端口范圍是：0-6535（1 --- 255 之間一般是知名的端口號；256 --- 1023的端口號，通常是由Unix系統占用（系統占用）；1024 ---5000 是大多數TCP、IP實現的臨時分配；大於5000的一般是給其他服務預留的（Internet上並不常用的服務））
3、網絡層(Internet層)：IP包的封裝和路徑的選擇
ICMP、IP、IGMP是網絡層的協議。ICMP（控制報文協議）是IP協議的附屬協議，IP層用它來與其他主機或路由器交換錯誤報文和其他重要信息；ICMP是Internet組管理協議，它用來把一個UDP數據多播到多個主機上。
網絡層的協議
IP數據包的封裝，定義IP地址
ICMP錯誤診斷（用ping測試網絡連通性）
ARP將IP地址解析為MAC地址
RARP將MAC地址轉換為IP地址
IP地址分類：IPV4長32位共4個字節（用點分十進制記法表示），由網絡地址和主機地址組成。網絡地址表示其屬於互聯網的哪一個網絡，主機地址表示其屬於該網絡中的哪一台主機。二者是主從關系；又按字節分成4段，每個字段是一個字節，8位，最大值是255。
IP地址根據網絡號和主機號分為A、B、C三類及特殊地址D、E。 全0和全1的都保留不用。
A類：(1.0.0.0-126.0.0.0)（默認子網掩碼：255.0.0.0或 0xFF000000）第一個字節為網絡號，后三個字節為主機號。該類IP地址的最前面為“0”，所以地址的網絡號取值於1~126之間。一般用於大型網絡。
B類：(128.0.0.0-191.255.0.0)（默認子網掩碼：255.255.0.0或0xFFFF0000）前兩個字節為網絡號，后兩個字節為主機號。該類IP地址的最前面為“10”，所以地址的網絡號取值於128~191之間。一般用於中等規模網絡。
C類：(192.0.0.0-223.255.255.0)（子網掩碼：255.255.255.0或 0xFFFFFF00）前三個字節為網絡號，最后一個字節為主機號。該類IP地址的最前面為“110”，所以地址的網絡號取值於192~223之間。一般用於小型網絡。
D類：是多播地址。該類IP地址的最前面為“1110”，所以地址的網絡號取值於224~239之間。一般用於多路廣播用戶[1] 。
E類：是保留地址。該類IP地址的最前面為“1111”，所以地址的網絡號取值於240~255之間。
在IP地址3種主要類型里，各保留了3個區域作為私有地址，其地址范圍如下：
A類地址：10.0.0.0～10.255.255.255
B類地址：172.16.0.0～172.31.255.255
C類地址：192.168.0.0～192.168.255.255
回送地址：127.0.0.1。 也是本機地址，等效於localhost或本機IP。一般用於測試使用。例如：ping 127.0.0.1來測試本機TCP/IP是否正常。
4、數據鏈路層：為上層提供可靠的數據幀透明傳輸
鏈路管理、幀同步、尋址、流量控制、差錯控制
MAC地址（網卡編號）：48位的二進制數。表示為12位的16進制數。分為兩部分：前24位為廠商編號，后24位為網卡的編號（由專門的機構分配）
二、TCP/IP各層數據封裝過程
UDP數據與TCP數據基本一致，唯一不同的是，UDP傳給IP的信息單元稱為UDP數據包，並且UDP的首部長為8字節。
在上面的TCP、IP的分層結構圖中我們可以看見，用戶程序、TCP、UDP、ICMP等都會向IP傳送數據，因此在IP的首部加入了長度為8bit的標識；1表示ICMP協議，2表示IGMP協議，6表示TCP，17表示UDP協議。
TCP、和UDP在傳送數據的過程中都會用到一個16bit的端口號來表示不同的應用程序TCP和UDP把源端口號和目的端口號分別存入報文首部中。（216= 65536）
網絡接口通常要發送和接收IP、ARP、RARP數據，因此在以太網的首部（及幀的首部）也有一個16bit的標識。
數據封裝過程
三、各層數據包的結構
1、（鏈路層）以太幀結構（http://c.biancheng.net/view/6391.html）
| 字段 | 含義 |
|---|---|
| 前同步碼 | 用來使接收端的適配器在接收 MAC 幀時能夠迅速調整時鍾頻率，使它和發送端的頻率相同。前同步碼為 7 個字節，1 和 0 交替。 |
| 幀開始定界符 | 幀的起始符，為 1 個字節。前 6 位 1 和 0 交替，最后的兩個連續的 1 表示告訴接收端適配器：“幀信息要來了，准備接收”。 |
| 目的地址 | 接收幀的網絡適配器的物理地址（MAC 地址），為 6 個字節（48 比特）。作用是當網卡接收到一個數據幀時，首先會檢查該幀的目的地址，是否與當前適配器的物理地址相同，如果相同，就會進一步處理；如果不同，則直接丟棄。 |
| 源地址 | 發送幀的網絡適配器的物理地址（MAC 地址），為 6 個字節（48 比特）。 |
| 類型 | 上層協議的類型。由於上層協議眾多，所以在處理數據的時候必須設置該字段，標識數據交付哪個協議處理。例如，字段為 0x0800 時，表示將數據交付給 IP 協議。 |
| 數據 | 也稱為效載荷，表示交付給上層的數據。以太網幀數據長度最小為 46 字節，最大為 1500 字節。如果不足 46 字節時，會填充到最小長度。最大值也叫最大傳輸單元（MTU）。 在 Linux 中，使用 ifconfig 命令可以查看該值，通常為 1500。 |
| 幀檢驗序列 FCS | 檢測該幀是否出現差錯，占 4 個字節（32 比特）。發送方計算幀的循環冗余碼校驗（CRC）值，把這個值寫到幀里。接收方計算機重新計算 CRC，與 FCS 字段的值進行比較。如果兩個值不相同，則表示傳輸過程中發生了數據丟失或改變。這時，就需要重新傳輸這一幀。 |
2、（網絡層）IP數據報結構（https://blog.csdn.net/prsniper/article/details/6762145）
如圖，一個刻度表示1個二進制位（比特）。
1-1.版本4位，表示版本號，目前最廣泛的是4=B1000，即常說的IPv4；相信IPv6以后會廣泛應用，它能給世界上每個紐扣都分配一個IP地址。
1-2.頭長4位，數據包頭部長度。它表示數據包頭部包括多少個32位長整型，也就是多少個4字節的數據。無選項則為5（紅色部分）。
1-3.服務類型，包括8個二進制位，每個位的意義如下：
過程字段：3位，設置了數據包的重要性，取值越大數據越重要，取值范圍為：0（正常）~ 7（網絡控制）
延遲字段：1位，取值：0（正常）、1（期特低的延遲）
流量字段：1位，取值：0（正常）、1（期特高的流量）
可靠性字段：1位，取值：0（正常）、1（期特高的可靠性）
成本字段：1位，取值：0（正常）、1（期特最小成本）
保留字段：1位 ，未使用
1-4.包裹總長16位，當前數據包的總長度，單位是字節。當然最大只能是65535，及64KB。
2-1.重組標識16位，發送主機賦予的標識，以便接收方進行分片重組。
2-2.標志3位，他們各自的意義如下：
保留段位(2)：1位，未使用
不分段位(1)：1位，取值：0（允許數據報分段）、1（數據報不能分段）
更多段位(0)：1位，取值：0（數據包后面沒有包，該包為最后的包）、1（數據包后面有更多的包）
2-3.段偏移量13位，與更多段位組合，幫助接收方組合分段的報文，以字節為單位。
3-1.生存時間8位，經常ping命令看到的TTL（Time To Live）就是這個，每經過一個路由器，該值就減一，到零丟棄。
3-2.協議代碼8位，表明使用該包裹的上層協議，如TCP=6，ICMP=1，UDP=17等。
3-3.頭檢驗和16位，是IPv4數據包頭部的校驗和。
4-1.源始地址，32位4字節，我們常看到的IP是將每個字節用點（.）分開，如此而已。
5-1.目的地址，32位，同上。
6-1.可選選項，主要是給一些特殊的情況使用，往往安全路由會當作攻擊而過濾掉，普聯（TP_LINK）的TL-ER5110路由就能這么做。
7-1.用戶數據。
3、（傳輸層）tcp數據包結構（https://blog.csdn.net/prsniper/article/details/6762145）
1-1.源始端口16位，范圍當然是0-65535啦。
1-2.目的端口，同上。
2-1.數據序號32位，TCP為發送的每個字節都編一個號碼，這里存儲當前數據包數據第一個字節的序號。
3-1.確認序號32位，為了安全，TCP告訴接受者希望他下次接到數據包的第一個字節的序號。
4-1.偏移4位，類似IP，表明數據距包頭有多少個32位。
4-2.保留6位，未使用，應置零。
4-3.緊急比特URG—當URG＝1時，表明緊急指針字段有效。它告訴系統此報文段中有緊急數據，應盡快傳送(相當於高優先級的數據)。
4-3.確認比特ACK—只有當ACK＝1時確認號字段才有效。當ACK＝0時，確認號無效。參考TCP三次握手
4-4.復位比特RST(Reset) —當RST＝1時，表明TCP連接中出現嚴重差錯（如由於主機崩潰或其他原因），必須釋放連接，然后再重新建立運輸連接。參考TCP三次握手
4-5.同步比特SYN—同步比特SYN置為1，就表示這是一個連接請求或連接接受報文。參考TCP三次握手
4-6.終止比特FIN(FINal)—用來釋放一個連接。當FIN＝1時，表明此報文段的發送端的數據已發送完畢，並要求釋放運輸連接。
4-7.窗口字段16位，窗口字段用來控制對方發送的數據量，單位為字節。TCP連接的一端根據設置的緩存空間大小確定自己的接收窗口 大小，然后通知對方以確定對方的發送窗口的上限。
5-1.包校驗和16位，包括首部和數據這兩部分。在計算檢驗和時，要在TCP報文段的前面加上12字節的偽首部。
5-2.緊急指針16位，緊急指針指出在本報文段中的緊急數據的最后一個字節的序號。
6-1.可選選項24位，類似IP，是可選選項。
6-2.填充8位，使選項湊足32位。
7-1.用戶數據