TCPIP协议头部结构体

TCP/IP协议头部结构体

网络协议结构体定义

1.// i386 is little_endian.

2.#ifndef LITTLE_ENDIAN

3.#define LITTLE_ENDIAN (1) //BYTE ORDER

4.#else

5.#error Redefine LITTLE_ORDER

6.#endif

7.//Mac头部，总长度14字节

8.typedef struct _eth_hdr

9.{

10. unsigned char dstmac[6]; //目标mac地址

11. unsigned char srcmac[6]; //源mac地址

12. unsigned short eth_type; //以太网类型

13.}eth_hdr;

14.//IP头部，总长度20字节

15.typedef struct _ip_hdr

16.{

17. #if LITTLE_ENDIAN

18. unsigned char ihl:4; //首部长度

19. unsigned char version:4, //版本

20. #else

21. unsigned char version:4, //版本

22. unsigned char ihl:4; //首部长度

23. #endif

24. unsigned char tos; //服务类型

25. unsigned short tot_len; //总长度

26. unsigned short id; //标志

27. unsigned short frag_off; //分片偏移

28. unsigned char ttl; //生存时间

29. unsigned char protocol; //协议

30. unsigned short chk_sum; //检验和

31.struct in_addr srcaddr; //源IP地址

32.struct in_addr dstaddr; //目的IP地址

33.}ip_hdr;

34.//TCP头部，总长度20字节

35.typedef struct _tcp_hdr

36.{

37. unsigned short src_port; //源端口号

38. unsigned short dst_port; //目的端口号

39. unsigned int seq_no; //序列号

40. unsigned int ack_no; //确认号

41. #if LITTLE_ENDIAN

42. unsigned char reserved_1:4; //保留6位中的4位首部长

度

43. unsigned char thl:4; //tcp头部长度

44. unsigned char flag:6; //6位标志

45. unsigned char reseverd_2:2; //保留6位中的2位

46. #else

47. unsigned char thl:4; //tcp头部长度

48. unsigned char reserved_1:4; //保留6位中的4位首部长

度

49. unsigned char reseverd_2:2; //保留6位中的2位

50. unsigned char flag:6; //6位标志

51. #endif

52. unsigned short wnd_size; //16位窗口大小

53. unsigned short chk_sum; //16位TCP检验和

54. unsigned short urgt_p; //16为紧急指针

55.}tcp_hdr;

56.//UDP头部，总长度8字节

57.typedef struct _udp_hdr

58.{

59. unsigned short src_port; //远端口号

60. unsigned short dst_port; //目的端口号

61. unsigned short uhl; //udp头部长度

62. unsigned short chk_sum; //16位udp检验和

63.}udp_hdr;

64.//ICMP头部，总长度4字节

65.typedef struct _icmp_hdr

66.{

67. unsigned char icmp_type; //类型

68. unsigned char code; //代码

69. unsigned short chk_sum; //16位检验和

70.}icmp_hdr;

全面的网络协议结构体定义

1./*********************************************/

2.//计算机网络各种协议的结构

3.#define ETHER_ADDR_LEN 6 //NIC物理地址占6字节

4.#define MAXDATA 10240

5./*

6.网络实验程序

7.数据包中的TCP包头,IP包头,UDP包头,ARP包,Ethernet包等.

8.以及各种表.路由寻址表,地址解析协议表DNS表等

9.*/

10.#define ETHERTYPE_IP 0x0800 //IP Protocal

11.#define ETHERTYPE_ARP 0x0806 //Address Resolution Prot

ocal

12.#define ETHERTYPE_REVARP 0x0835 //Reverse Address Reso

lution Protocal 逆地址解析协议

13./*********************************************/

14.//ethernet

15.typedef struct ether_header

16.{

17. u_char ether_dhost[ETHER_ADDR_LEN];

18. u_char ether_shost[ETHER_ADDR_LEN];

19. u_short ether_type;

20.}ETH_HEADER;

21./*********************************************/

22.//ether_header eth;

23./*********************************************/

24.//arp

25.typedef struct arphdr

26.{

27. u_short ar_hrd;

28. u_short ar_pro;

29. u_char ar_hln;

30. u_char ar_pln;

31. u_short ar_op;

32.}ARP_HEADER;

33./*********************************************/

34./*********************************************/

35.//IP报头

36.typedef struct ip

37.{

38. u_int ip_v:4; //version(版本)

39. u_int ip_hl:4; //header length(报头长度)

40. u_char ip_tos;

41. u_short ip_len;

42. u_short ip_id;

43. u_short ip_off;

44. u_char ip_ttl;

45. u_char ip_p;

46. u_short ip_sum;

47.struct in_addr ip_src;

48.struct in_addr ip_dst;

49.}IP_HEADER;

50./*********************************************/

51./*********************************************/

52.//TCP报头结构体

53.typedef struct tcphdr

54.{

55. u_short th_sport;

56. u_short th_dport;

57. u_int th_seq;

58. u_int th_ack;

59. u_int th_off:4;

60. u_int th_x2:4;

61. u_char th_flags;

62. u_short th_win;

63. u_short th_sum;

64. u_short th_urp;

65.}TCP_HEADER;

66.#define TH_FIN 0x01

67.#define TH_SYN 0x02

68.#define TH_RST 0x04

69.#define TH_PUSH 0x08

70.#define TH_ACK 0x10

71.#define TH_URG 0x20

72./*********************************************/

73./*********************************************/

74.//UDP报头结构体*/

75.typedef struct udphdr

76.{

77. u_short uh_sport;

78. u_short uh_dport;

79. u_short uh_ulen;

80. u_short uh_sum;

81.}UDP_HEADER;

82./*********************************************/

83.//=============================================

84./*********************************************/

85./*ARP与ETHERNET生成的报头*/

86.typedef struct ether_arp

87.{

88.struct arphdr ea_hdr;

89. u_char arp_sha[ETHER_ADDR_LEN];

90. u_char arp_spa[4];

91. u_char arp_tha[ETHER_ADDR_LEN];

92. u_char arp_tpa[4];

93.}ETH_ARP;

94.#define arp_hrd ea_hdr.ar_hrd

95.#define arp_pro ea_hdr.ar_pro

96.#define arp_hln ea_hdr.ar_hln

97.#define arp_pln ea_hdr.ar_pln

98.#define arp_op ea_hdr.ar_op

99.#define ARPHRD 1

100./*********************************************/ 101./*********************************************/ 102.//tcp与ip生成的报头

103.typedef struct packet_tcp

104.{

105.struct ip ip;

106.struct tcphdr tcp;

107. u_char data[MAXDATA];

108.}TCP_IP;

109./*********************************************/ 110./*********************************************/ 111.//udp与ip生成的报头

112.typedef struct packet_udp

113.{

114.struct ip ip;

115.struct udphdr udp;

116.}UDP_IP;

117./*********************************************/ 118./*********************************************/ 119.//ICMP的各种形式

120.//icmpx,x==icmp_type;

121.//icmp报文(能到达目的地,响应-请求包)

122.struct icmp8

123.{

124. u_char icmp_type; //type of message(报文类型) 125. u_char icmp_code; //type sub code(报文类型子码) 126. u_short icmp_cksum;

127. u_short icmp_id;

128. u_short icmp_seq;

129. char icmp_data[1];

130.};

131.//icmp报文(能返回目的地,响应-应答包)

132.struct icmp0

133.{

134. u_char icmp_type; //type of message(报文类型)

135. u_char icmp_code; //type sub code(报文类型子码) 136. u_short icmp_cksum;

137. u_short icmp_id;

138. u_short icmp_seq;

139. char icmp_data[1];

140.};

141.//icmp报文(不能到达目的地)

142.struct icmp3

143.{

144. u_char icmp_type; //type of message(报文类型) 145. u_char icmp_code; //type sub code(报文类型子码),例如:0网络原因不能到达,1主机原因不能到达...

146. u_short icmp_cksum;

147. u_short icmp_pmvoid;

148. u_short icmp_nextmtu;

149. char icmp_data[1];

150.};

151.//icmp报文(重发结构体)

152.struct icmp5

153.{

154. u_char icmp_type; //type of message(报文类型) 155. u_char icmp_code; //type sub code(报文类型子码) 156. u_short icmp_cksum;

157.struct in_addr icmp_gwaddr;

158. char icmp_data[1];

159.};

160.struct icmp11

161.{

162. u_char icmp_type; //type of message(报文类型) 163. u_char icmp_code; //type sub code(报文类型子码) 164. u_short icmp_cksum;

165. u_int icmp_void;

166. char icmp_data[1];

167.};

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IP协议

IP协议（Internet Protocol）是网络层协议，用在因特网上，TCP，UDP，ICMP，IGMP数据都是按照IP数据格式发送得。IP协议提供的是不可靠无连接得服务。IP数据包由一个头部和一个正文部分构成。正文主要是传输的数据，我们主要来理解头部数据，可以从其理解到IP协议。

IP数据包头部格式（RFC791）

Example Internet Datagram Header

上面的就是IP数据的头部格式，这里大概地介绍一下。

IP头部由20字节的固定长度和一个可选任意长度部分构成，以大段点机次序传送，从左到右。

TCP协议

TCP协议（TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL）是传输层协议，为应用层提供服务，和UDP不同的是，TCP协议提供的可靠的面向连接的服务。在RFC793中是基本的TCP描述。关于TCP协议的头部格式内容的说明：

TCP Header FORMat

TCP Header FORMat

跟IP头部差不多，基本的长度也是20字节。TCP数据包是包含在一个IP 数据报文中的。

好了，简单介绍到此为止。来看看我捕获的例子吧。这是一次FTP的连接，呵呵，是cuteftp默认的cuteftp的FTP站点，IP地址是：216.3.226.21。我的IP地址假设为:192.168.1.1。下面的数据就是TCO/IP连接过程中的数据传输。我们可以分析TCP/IP协议数据格式以及TCP/IP连接的三次握手（ThreeWay-Handshake）情况。下面的这些十六进制数据只是TCP/IP协议的数据，不是完整的网络通讯数据。

第一次，我向FTP站点发送连接请求（我把TCP数据的可选部分去掉了）

192.168.1.1->216.3.226.21

IP头部：45 00 00 30 52 52 40 00 80 06 2c 23 c0 a8 01 01 d8 03 e2 15

TCP头部：0d 28 00 15 50 5f a9 06 00 00 00 00 70 02 40 00 c0 29 00 00

来看看IP头部的数据是些什么。

第一字节，“45”，其中“4”是IP协议的版本（Version），说明是IP4。“5”是IHL位，表示IP头部的长度，是一个4bit字段，最大就是1111了，值为12，IP头部的最大长度就是60字节。而这里为“5”，说明是20字节，这是标准的IP头部长度，头部报文中没有发送可选部分数据。

接下来的一个字节“00”是服务类型（Type of Service）。这个8bit字段由3bit的优先权子字段（现在已经被忽略），4 bit的TOS子字段以及1 bit 的未用字段（现在为0）构成.4 bit的TOS子字段包含：最小延时、最大吞吐量、最高可靠性以及最小费用构成，这四个1bit位最多只能有一个为1，本例中都为0，表示是一般服务。

接着的两个字节“00 30”是IP数据报文总长，包含头部以及数据，这里表示48字节。这48字节由20字节的IP头部以及28字节的TCP头构成（本来截取的TCP头应该是28字节的，其中8字节为可选部分，被我省去了）。因此目前最大的IP数据包长度是65535字节。

再是两个字节的标志位（Identification）：“5252”，转换为十进制就是21074。这个是让目的主机来判断新来的分段属于哪个分组。

下一个字节“40”，转换为二进制就是“0100 0000”，其中第一位是IP协议目前没有用上的，为0。接着的是两个标志DF和MF。DF为1表示不要分段，MF为1表示还有进一步的分段（本例为0）。然后的“0 0000”是分段便移（Fragment Offset）。

“80”这个字节就是TTL（Time To Live）了，表示一个IP数据流的生命周期，用Ping显示的结果，能得到TTL的值，很多文章就说通过TTL位来判别主机类型。因为一般主机都有默认的TTL值，不同系统的默认值不一样。比如WINDOWS为128。不过，一般Ping得到的都不是默认值，这是因为每次IP数据包经过一个路由器的时候TTL就减一，当减到0时，这个数据包就消亡了。这也时Tracert的原理。本例中为“80”，转换为十进制就是128了，我用的WIN2000。

继续下来的是“06”，这个字节表示传输层的协议类型（Protocol）。在RFC790中有定义，6表示传输层是TCP协议。

“2c 23”这个16bit是头校验和（Header Checksum）。

接下来“c0 a8 01 01”，这个就是源地址（Source Address）了，也就是我的IP地址。

转换为十进制的IP地址就是：192.168.1.1，同样，继续下来的32位“d8 03 e2 15”是目标地址，216.3.226.21

好了，真累啊，终于看完基本的20字节的IP数据报头了。继续看TCP的头部吧，这个是作为IP数据包的数据部分传输的。

TCP头部：0d 28 00 15 50 5f a9 06 00 00 00 00 70 02 40 00 c0 29 00 00

一来就是一个两字节段“0d 28”，表示本地端口号，转换为十进制就是3368。第二个两字节段“00 15”表示目标端口，因为我是连接FTP站点，所以，这个就是21啦，十六进制当然就是“00 15”。

接下来的四个字节“50 5f a9 06”是顺序号（Sequence Number），简写为SEQ，SEQ=1348446470下面的四个字节“00 00 00 00”是确认号（Acknowledgment Number），简写为ACKNUM。

继续两个字节，“70 02”，转换为二进制吧，“0111 0000 0000 0010”。这两个字节,总共16bit，有好多东西呢。第一个4bit“0111”，是TCP头长，

十进制为7，表示28个字节（刚才说了，我省略了8字节的option数据，所

以你只看见了20字节）。接着的6bit现在TCP协议没有用上，都为0。最后的6bit“00 0010”是六个重要的标志。这是两个计算机数据交流的信息标志。

接收和发送断根据这些标志来确定信息流的种类。下面是一些介绍：

URG：（Urgent Pointer field significant）紧急指针。用到的时候值为1，用来处理避免TCP数据流中断

ACK：（Acknowledgment fieldsignificant）置1时表示确认号（AcknowledgmentNumber）为合法，为0的时候表示数据段不包含确认信

息，确认号被忽略。

PSH：（Push Function），PUSH标志的数据，置1时请求的数据段在接收方得到后就可直接送到应用程序，而不必等到缓冲区满时才传送。

RST：（Reset the connection）用于复位因某种原因引起出现的错误连接，也用来拒绝非法数据和请求。如果接收到RST位时候，通常发生了某些错误。

SYN：（Synchronize sequence numbers）用来建立连接，在连接请求中，SYN=1，ACK=0，连接响应时，SYN=1，ACK=1。即，SYN和ACK来区分Connection Request和Connection Accepted。

FIN：（No more data from sender）用来释放连接，表明发送方已经没有数据发送了。

这6个标志位，你们自己对号入座吧。本例中SYN=1，ACK=0，当然就是表示连接请求了。我们可以注意下面两个过程的这两位的变换。

后面的“40 00 c0 29 00 00”不讲了，呵呵，偷懒了。后面两次通讯的数据，自己分开看吧。我们看看连接的过程，一些重要地方的变化。

第二次，FTP站点返回一个可以连接的信号。

216.3.226.21->192.168.1.1

IP头部：45 00 00 2c c6 be 40 00 6a 06 cd ba d8 03 e2 15 c0 a8 01 01

TCP头部：00 15 0d 28 4b 4f 45 c1 50 5f a9 07 60 12 20 58 64 07 00 00

第三次，我确认连接。TCP连接建立起来。

192.168.1.1->216.3.226.21

IP头部：45 00 00 28 52 53 40 00 80 06 2c 2a c0 a8 01 01 d8 03 e2 15

TCP头部：0d 28 00 15 50 5f a9 07 4b 4f 45 c2 50 10 40 b0 5b 1c 00 00

好，我们看看整个Threeway_handshake过程。

第一步，我发出连接请求，TCP数据为：SEQ=50 5f a9 06，ACKNUM=00 00 00 00，SYN=1，ACK=0。

第二步，对方确认可以连接，TCP数据为：SEQ=4b 4f 45 c1，ACKNUM=50 5f a9 07，SYN=1，ACK=1。

第三步，我确认建立连接。SEQ=50 5f a9 07，ACKNUM=4b 4f45c2，SYN=0，ACK=1。

可以看出什么变化么？正式建立连接了呢，这些东西是什么值？

我接收从216.3.226.21->192.168.1.1的下一个数据包中：

SEQ=4b 4f 45 c2，ACKNUM=50 5f a9 07,SYN=0,ACK=1这些都是很基础的东西，对于编写sniffer这样的东西是必须非常熟悉的。这里只讲解了TCP/IP协议的一点点东西，主要是头部数据的格式。(T002)

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附加图片，直观具体，帮助理解