tcp报文

### TCP 报文结构及字段详解 TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。以下是关于 TCP 报文结构及其各字段的具体说明。 #### 1. **源端口号 (Source Port)** 和 **目的端口号 (Destination Port)** 这两个字段分别占 16 位，用于标识发送方和接收方的应用程序端口。源端口号表明数据来自哪个应用程序，而目的端口号则指定数据应交付给目标主机上的哪一个应用进程[^2]。 #### 2. **序列号 (Sequence Number)** 该字段占用 32 位，用来标记本报文中第一个字节在整个数据流中的位置。由于 TCP 是面向字节流而非消息流设计，因此它采用按字节计数的方式分配序号[^1]。 #### 3. **确认号 (Acknowledgment Number)** 同样占据 32 位空间，在收到对方发来的某些数据之后返回一个期望接收到下一个字节的位置作为回应值。只有当 ACK 标志被设置时此字段才有效[^5]。 #### 4. **数据偏移量/首部长度 (Data Offset or Header Length)** 这是一个 4 比特宽的小型域，指示TCP段的实际头部有多长(以四字组为单位)，最小可能取值对应于标准固定部分即20 bytes; 如果存在任何选项，则总大小可以增加至最多达60 Bytes. #### 5. **保留字段 (Reserved Field)** 这部分目前全部设为零，并留给未来扩展之用。 #### 6. **标志位 Flags** 共有六个一位长的不同功能开关组成如下表所示： | 名称 | 描述 | |--|--| | URG | 表明紧急指针是否生效 | | ACK | 确认已接受先前传送过来的信息 | | PSH | 告诉接收者立即把缓冲区里的东西交给上一层处理 | | RST | 请求重新同步链接或者报告错误情况 | | SYN | 同步请求, 在三次握手过程中使用 | | FIN | 发送结束信号 | 这些标志共同决定了当前包的作用以及状态转换逻辑。 #### 7. **窗口尺寸 Window Size** 这个参数告诉另一侧还有多少可用资源可用于存储尚未读取的数据项数量。通常来说较大的数值意味着更好的性能表现但由于网络条件变化无常也可能造成拥塞等问题所以需要动态调整。 #### 8. **校验和 Checksum** 为了确保整个tcp片段包括伪头在内的所有组成部分都没有损坏丢失等情况发生特别设置了这样一个机制：先将checksum区域清空再利用特定算法得出最终结果填入其中以便后续验证真伪性[^4]。 #### 9. **紧急指针 Urgent Pointer** 仅当URG flag 被激活的时候才有意义指向的是那些优先级较高的特殊信息所在之处相对于常规流量而言应该得到更快更及时的服务待遇。 #### 10. **填充 Padding & Options 可选项目** 有时为了让整体能够满足一定边界对齐的要求会在必要时候加入额外空白字符填补空隙；与此同时还可以附加一些其他辅助特性比如时间戳记录等功能模块进一步增强协议灵活性适应复杂多变的需求场景。 --- ```python def tcp_header_analysis(header_bytes): """ 解析并打印TCP报文头的主要字段 参数: header_bytes (bytes): TCP报文头的原始字节数组 返回: dict: 包含解析后的各个字段名称与其对应的值组成的字典对象 """ import struct fmt = '>HHLLBBHHH' # 大端模式下解码顺序依次为两个短整型(H),四个长整型(L),三个字节(B),最后又是两短一长共十个基本单元构成的标准格式串描述符. src_port,dst_port,seq_num,ack_num,data_offset_reserved_flags,winsize,chksm,urg_ptr = \ struct.unpack(fmt[:len(struct.calcsize('>'+''.join(['HH','L'*4,'B'*3,'H']*int(len(header_bytes)/struct.calcsize('>HHLLLLBH'))))]),header_bytes) flags_dict={ 'FIN':src_port&0b00000001, 'SYN':dst_port>>7&0b00000001, 'RST':seq_num>>6&0b00000001, 'PSH':ack_num>>5&0b00000001, 'ACK':data_offset_reserved_flags>>4&0b00000001, 'URG':winsize>>3&0b00000001} result={'source port':src_port, 'destination port':dst_port, 'sequence number':seq_num, 'acknowledgement number':ack_num, 'window size value':winsize, 'urgent pointer':urg_ptr} for k,v in flags_dict.items(): if v==True:result[k.lower()]=v return result ```