TCP 的报文头部结构

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来源：go-interview / Network

TCP（传输控制协议）的报文头部结构包含了各种控制信息，用于确保数据的可靠传输和正确组装。TCP 报文头部的基本结构如下：

TCP 报文头部结构

  1. 源端口（Source Port）：16 位

    • 发送方的端口号。

  2. 目的端口（Destination Port）：16 位

    • 接收方的端口号。

  3. 序列号（Sequence Number）：32 位

    • 用于标识数据的顺序。第一个字节的序列号用于确认数据的顺序。

  4. 确认号（Acknowledgment Number）：32 位

    • 表示期望接收到的下一个字节的序列号，用于确认收到的数据。

  5. 数据偏移（Data Offset）：4 位

    • 也称为头部长度字段，表示 TCP 报文头部的长度，以 4 字节为单位。它指示从 TCP 报文的开始到数据部分的开始的字节数。

  6. 保留（Reserved）：3 位

    • 预留用于将来的使用，当前设置为 0。

  7. 控制位（Flags）：9 位

    • 由 6 个标志位组成，用于控制 TCP 连接的状态：
      • URG（紧急指针有效）：1 位
      • ACK（确认号有效）：1 位
      • PSH（推送）：1 位
      • RST（重置连接）：1 位
      • SYN（同步序列号）：1 位
      • FIN（结束数据传输）：1 位

  8. 窗口大小（Window Size）：16 位

    • 表示接收方能够接受的最大字节数，用于流量控制。

  9. 校验和（Checksum）：16 位

    • 用于检查 TCP 报文在传输过程中是否出现错误。

  10. 紧急指针（Urgent Pointer）：16 位

    • 当 URG 标志位被设置时，紧急指针指示紧急数据的最后一个字节的位置。

  11. 选项（Options）：可变长度

    • 该字段用于扩展 TCP 协议的功能，如最大报文段长度（MSS）、窗口扩大因子等。选项的长度是可变的，取决于实际需要。

  12. 填充（Padding）：可变长度

    • 为了确保 TCP 报文头部的长度是 32 位的整数倍，可能会填充一些额外的字节。

  13. 数据（Data）：可变长度

    • 实际传输的数据部分，长度由数据偏移字段指示。

TCP 报文头部示例

字段位数描述
Source Port16 bits发送方的端口号
Destination Port16 bits接收方的端口号
Sequence Number32 bits数据的序列号
Acknowledgment Number32 bits确认号
Data Offset4 bits头部长度（以 4 字节为单位）
Reserved3 bits保留字段（当前为 0）
Flags9 bits控制位（URG, ACK, PSH, RST, SYN, FIN）
Window Size16 bits接收方窗口大小
Checksum16 bits校验和
Urgent Pointer16 bits紧急指针（当 URG 标志位被设置时有效）
Options可变长度可选字段
Padding可变长度填充字节
Data可变长度实际传输的数据部分

总结

TCP 报文头部包含了许多重要的字段，用于保证数据的可靠传输和正确排序。通过这些字段，TCP 能够实现流量控制、错误检测和数据重组等功能。

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