在面試時，會經(jīng)常被問到TCP報文的一些細(xì)節(jié)，可以說TCP報文是不少企業(yè)用來考察面試者對網(wǎng)絡(luò)的掌握程度的一道題目。

TCP連接作為網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊粋€環(huán)節(jié)，是不可或缺的一部分。例如，OSI七層模型的應(yīng)用層HTTP就是基于TCP連接實現(xiàn)的。

TCP連接的三次握手和四次揮手機制相信是每個后臺開發(fā)人員耳熟能詳?shù)闹R點，那么關(guān)于TCP的報文細(xì)節(jié)以及背后的原理是怎么樣的呢？TCP是怎樣借助報文來實現(xiàn)三次握手和四次揮手呢？筆者通過閱讀書本和加上自己的理解。通過本文，來談?wù)凾CP報文首部以及報文首部背后的原理。

首先先粘上一張TCP報文圖

好了，下面介紹一些基礎(chǔ)的內(nèi)容

TCP雖然是面向字節(jié)流的，但TCP傳送的數(shù)據(jù)單元卻是報文段，一個TCP報文段分首部和數(shù)據(jù)兩部分，其中很關(guān)鍵的就是TCP的報文頭，TCP的全部功能都體現(xiàn)在首部中的各個字段中。

TCP報文段首部的前20個字節(jié)（上圖有標(biāo)識）是固定的，后面有4n字節(jié)（如果有選項最少為4字節(jié)）是根據(jù)需要添加的選項，所以TCP首部的最小長度是20字節(jié)。

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1. 源端口號和目的端口號：

各2個字節(jié)，分別寫入源端口號和目的端口號。端口就是我們熟悉的65536個套接字的端口號，顯然，源端口號和目的端口號跟TCP的分用功能有著密切的關(guān)系，不同的應(yīng)用使用不同的端口號，這樣就可以互不干擾。而通信的雙方的端口號必須相同，才能保證這一條通道是連接暢通的。

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2.序列號（32位）

TCP是面向字節(jié)流的。在一個TCP連接中傳送的字節(jié)流中的每一個字節(jié)都是按順序編號。整個要傳送的字節(jié)流的起始序號必須在連接建立時就要設(shè)置。首部中的序號字段值指的是本報文段所發(fā)送的數(shù)據(jù)的第一個字節(jié)的序號。例如一個報文段的序號字段值是101，它的長度是100，那么跟在它后面的報文的序號字段值就是從201開始。

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3. 確認(rèn)號（32位）

是期望收到對方下一個報文段的第一個數(shù)據(jù)字節(jié)的序號。例如TCP通信雙方分別為A和B，在B正確收到A發(fā)送過來的一個報文段，例如就上面的101-200字節(jié)，那么B期望的收到下一個報文段就必須是從201開始。于是B在發(fā)送A的確認(rèn)報文段中把確認(rèn)號設(shè)置為201。

說到這里，上面敘述的三次握手機制的實現(xiàn)原理就比較清晰了，TCP連接通過序號和確認(rèn)號精確地把一定長度的數(shù)據(jù)段從連接的一端傳送到另一端。

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4. 數(shù)據(jù)偏移

因為選項字段部分，數(shù)據(jù)偏移就顯得尤為重要了。因為選項部分報文段的長度是4n，這個長度是不確定的，如果不標(biāo)記這個報文段的報頭長度，就無法確定報文段的數(shù)據(jù)部分是從哪一個字節(jié)開始，這樣在解析報文的時候會出現(xiàn)麻煩。數(shù)據(jù)偏移就是為了解決這個問題而設(shè)計的。

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5. URG(緊急)

?? 當(dāng)URG等于1時，表明緊急指針字段有用。它用來告訴系統(tǒng)，這個報文段中有緊急的數(shù)據(jù)，應(yīng)該盡快發(fā)送。當(dāng)緊急標(biāo)志被置1的時候，緊急數(shù)據(jù)就會被放在本報文段的首部，這樣做的好處是，讓緊急數(shù)據(jù)盡快發(fā)送到TCP的接收方。例如：在一大段程序通過TCP連接從發(fā)送方發(fā)往接收方，已經(jīng)發(fā)送了一部分，但由于一些原因，例如發(fā)送方發(fā)送了像Ctrl+C（通常為中斷服務(wù)器服務(wù)）這類指令的時候，希望接收方盡快收到這樣的緊急信號，如果放在數(shù)據(jù)報的末尾，未免太慢了，因為這兩個字符會被放置在接收方緩存的末尾，在所有數(shù)據(jù)都被處理完畢后才交付到接收方的應(yīng)用進程。

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6. ACK（確認(rèn)）

?? 這個字段是TCP通信過程比較常見的字段。當(dāng)ACK=1時，確認(rèn)號字段才有效，而確認(rèn)號字段在上文已經(jīng)說過，是發(fā)送端希望接收端下一次發(fā)送的數(shù)據(jù)的序列號。TCP協(xié)議規(guī)定，當(dāng)TCP連接建立之后，所有的發(fā)送的報文ACK都置為1。也就是說，ACK字段能夠辨別TCP連接是否建立成功。如果是一個運維工程師，抓包來分析不同的字段，這個字段應(yīng)該是再熟悉不過了。

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7. PSH（推送）

有時當(dāng)兩個應(yīng)用進程進行交互式的通信，有時在一段的應(yīng)用進程希望在輸入一個命令的時候得到接收方的響應(yīng)，這個時候，TCP就可以使用推送操作。接收放收到推送字段置1的報文段，就盡快地交付給接收應(yīng)用進程，而不再等到整個緩沖都填滿了再向上交互。但是據(jù)說實際上這個字段用得很少，因為TCP本身可以實現(xiàn)這個功能。

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8. RST（復(fù)位）

當(dāng)RST = 1時，表明TCP連接中出現(xiàn)了嚴(yán)重錯誤。例如主機崩潰或者其他原因，必須釋放連接。然后在 重新建立運輸連接。

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9. SYN（同步）

?? 在連接建立時用來進行同步的信號。當(dāng)SYN = 1而ASK = 0時，表明這是一個連接請求報文。對方若同意建立連接，則在響應(yīng)的報文段中使SYN = 1 ,ACK = 1。

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10 .FIN（終止）

?? 用來釋放一個連接，當(dāng)FIN = 1時，表明此報文段的發(fā)送方的數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完畢，并釋放TCP連接，這個字段只有在TCP的四次揮手時候才會被置為1.

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11.檢驗和

檢驗和字段檢驗（報文的）范圍包括首部和數(shù)據(jù)兩部分。在計算檢驗和時，都要在TCP報文段的前面添加12字節(jié)的偽首部。檢驗和有什么用？這關(guān)系到報文的正確性問題。為了保證TCP連接上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的正確性，即從發(fā)送方傳送到接收方?jīng)]有出現(xiàn)錯誤，用檢驗和來確定數(shù)據(jù)傳輸過程是否發(fā)生了錯誤。

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12.緊急指針

??? 緊急指針在URG = 1時才有意義，它指出本報文段中的緊

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轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/thomson-fred/p/9926689.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的TCP连接之报文首部的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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