第一章 网络和编程的基本知识2（续）
已有 567 次阅读2011-11-6 17:40
“谷大哥，还有什么要介绍的吗？”蓝狐问道。
“还有一些东西要说，这些东西是以后编写网络程序的基础。如果想编写如icmpdoor这类型的后门，就必须对下面的东西有个了解，那就是有关TCP/IP协议方面的比较详尽的知识。我前面说过，TCP/IP协议叫做传输控制/网际协议，它是internet 国际互联网络的基础。TCP/IP是网络中使用的基本的通信协议！”
“TCP/IP是不是两个协议呢？”
“当然不是啦！虽然从名字上看TCP/IP包括两个协议，传输控制协议（TCP）和网际协议（IP），但TCP/IP实际上是一组协议。它包括上百个各种功能的协议，如：远程登录（Telnet ）、文件传输（FTP）和电子邮件（E－Mail）等。而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说TCP/IP是internet 协议簇，而不单单是TCP和IP。”
“下面再让大家看个图。图1－5简单展示了各协议中的关系。”
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应用程序协议 HTTP、FTP、TELNET
传输协议 TCP UDP
网际协议 IP
物理层协议 网卡
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图1－5
“TCP/IP协议的基本传输单元是数据包（datagram），TCP协议负责把数据分成若干个数据包，并给每个数据包加上包头（就像给一封信加上信封），包头上有相应的编号，以保证在数据接收端能将数据还原为原来的格式。IP协议在每个包头再加上接收端主机地址（就像信件的地址），这样数据就能找到自己要去的地方。如果传输过程中出现数据丢失、数据失真等情况，TCP协议会自动要求数据重新传输，并重新组包。”
“总之，IP协议保证数据的传输，TCP协议保证数据传输的质量。TCP/IP协议数据的传输基于TCP/IP协议的四层结构：应用层、传输层、网络层、接口层，数据在传输时每通过一层就要在数据上加个包头，其中的数据供接收端同一层协议使用，而在接收端，每经过一层就要把用过的包头去掉，这样来保证传输数据格式的完全一致。”
“下面的东西就比较重要了，大家一定要记住这个图。一个TCP头部结构，如图1－6所示。”
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16位源端口号 | 16位目的端口号
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32位序列号
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32位确认号
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4位首部长度+6位保留字 | 6位标志 | 16位窗口大小
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16位校验和 | 16位紧急数据偏移量
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数 据 段
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图1－6
“谷大哥，能将每个选项都介绍一下么？”蓝狐问道。
“好的。TCP协议最少20个字节，包括一下区域：”
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TCP源端口（Source Port）：16位的源端口，其中包含初始化通信的端口，源端口和源 IP
地址的作用是标识报文的返回地址。就相当于你写信给朋友时，信封上要写上回信地址 一样。没有这个地址，别人（目标主机）怎样回信（当然，事先知道你地址的朋友除外）。16位源端口可以表示65535个端口，就是2的16次方。总之，多少位就是2的多少次方，如此类推。
TCP目的端口（Destination Port）：16位目的端口就是报文要发送到目标主机的那个端口。这个端口指明报文接受计算机上的应用程序地址接口。
TCP序列号（序列码，Sequence Number）：32位的序列号由接收端计算机使用，重新分段的报文成最初形式。当SYN出现，序列码实际上是初始序列码（ISN），而第一个数据字节是ISN+1.这个序列号（序列码）可以补偿传输中的不一致。
TCP确认号（Acknowledge Number）：32位的序列号由接收端计算机使用，重新分段的报文成最初形式。如果设置了ACK控制位，这个值表示一个准备接收的包的序列码。
首部长度（HLEN）：4位包括TCP头大小，指示何处数据开始。
保留（Reserved）：6位值域，这些位必须是0。为了将来定义新的用途所保留。
标志（Code Bits）：6位标志域。表示为：紧急标志、有意义的应答标志、推、重置连接标志、同步序列号标志、完成发送数据标志。按照顺序排列是：URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN。
窗口（window）：16位，用来表示想收到的每个TCP数据段的大小。
校验和（Checksum）：16位TCP头。源机器基于数据内容计算一个数值，收信息机要与源机器数值结果完全一样，从而证明数据的有效性。
紧急数据偏移量（紧急，Urgent Pointer）：16位，指向后面是优先数据的字节，在URG标志设置了才有效。如果URG标志没有被设置，紧急域作为填充。加快处理标示为紧急的数据段。
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“下面我们再看一看IP头结构。如图1－7.”
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4位IP版本号 | 4位首部长度 | 8位服务类型 | 16位总长度
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16 位 标 识 | 3位标志和偏移
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8位生存时间TTL | 8位协议（TCP、UDP...） | 16位IP首部校验和
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32位源IP地址
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32位目的IP地址
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TCP头和然后是数据
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图1－7
“给大家解释一下图1－7中部分选项的意思。”
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图1－7中部分选项的含义：
版本号：IP头的版本号，目前是ipv4，最新是ipv6。
首部长度：IP头的长度，若没有特殊选择，IP头总是20字节长。
服务类型：服务类型，定义了数据传输的优先级、延迟、吞吐量和可靠性等特性。
总长度：IP包的长度，若没有特殊选项，一般为20字节长。
标识：IP包标识，主机使用它唯一确定每个发送的数据报。
标志：IP数据分割标志。
偏移：IP数据分割偏移（13位）。
生存时间：数据报在网络上的存活时间，每通过一个路由，该数值减一。
协议：TCP/IP协议类型，比如：icmp为1，igmp为2，tcp为6，udp为17等。
首部校验和：头部检验和。
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“上面这个IP头是作什么用的呀？”马蜂窝问道。
“前面说过了的，你没留心听讲！IP头包含IP地址信息，用来告诉路由器它要到哪里去以及从哪里来；头部的校验和是用来确保数据的完整性；生存时间用来告诉路由器这个数据包在网络上的存活时间；数据包每经过一个路由，这个值减少1，为0时数据包就会被丢弃。”
“哈哈！我有个想法，把生存时间设置得很大，那么我发的包不就可以在网络上乱窜吗？”我是良民得意洋洋的说道。
自作聪明的菜鸟！但有这个想法还是不错的。
“你错了。你没看图1－7上写明的是‘8位’生存时间吗？8位的二进制数最大就是256（这里最大是255，八位二进制数是2的8次方减1等于255而不是256），不能为无穷大的。”
大家无语······
“OK！今天就介绍到这里。我们上面介绍了TCP/IP数据包的结构，目的是为后面介绍的有关Socket raw编程作铺垫，因为后面的文章中会涉及到TCP和IP头的构建、接收和分析等。有关TCP/IP的更多细节，请大家参考其他文章。今天的课就上到这里。”
“老师，再见！”马蜂窝在这句话后跟了一个可爱的小人。
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