TCP和UDP的报文格式

TCP和UDP的报文格式

  概要

  了解TCP和UDP的报文格式对于网络通信、系统设计、故障排查和安全性等多个方面都非常重要。

  一、TCP 报文格式（Transmission Control Protocol）

  TCP是面向连接、可靠的传输协议，其报文格式较复杂。TCP报文的格式如下：

    上图简化如下：

|  源端口（16位）  |  目的端口（16位）  |
|   序号（32位）   |
| 确认序号（32位） |
|  数据偏移（4位） | 保留（6位） | 标志位（6位） | 窗口大小（16位） |
| 校验和（16位）   |  紧急指针（16位）  |
|   选项（可选）   |
|   数据（可选）   |

   主要字段解释：

   1）源端口和目的端口：分别表示发送方和接收方的端口号，用于区分应用。

   2）序号：标识发送的数据字节流中的某个字节，用来保证数据按序接收。

   3）确认序号：接收方期望下次收到的数据序号，表示已成功接收到的数据。

   4）数据偏移：指出TCP头部的长度。

   5）标志位：有6个常用标志，用于控制和管理TCP连接的状态和数据传输过程。

• 同步位SYN：SYN=1时，用于同步序列号，表示建立连接的请求。
• 确认位ACK：ACK=1时，表示确认接收到数据包，确认报文中的序列号。
• 终止位FIN：FIN=1时，用于关闭TCP连接，表示发送方不再发送数据。
• 复位RST：RST=1时，用于强制重置连接，立即终止连接。
• 推送位PSH：PSH=1时，提示接收方应该尽快将数据提交给应用层，而不要等到缓冲区填满后才传输。
• 紧急位URG：URG=1时，提示优先处理紧急数据。与URG标志配合使用的还有一个紧急指针（Urgent Pointer），它指出紧急数据在数据段中的位置。

   这些标志位协同工作，确保TCP连接的建立、维护和关闭，以及可靠的数据传输和控制。

   6）窗口大小：用于流量控制，表示接收方能够接收的数据量。

   7）校验和：用于检验传输过程中是否发生数据错误。

   8）紧急指针：指向紧急数据的位置。

   9）选项：可选字段，常用于窗口缩放等高级功能。

   10）数据：实际传输的数据部分。

  二、UDP 报文格式（User Datagram Protocol）

  UDP是无连接、不可靠的传输协议，其报文格式相对简单。UDP报文的格式如下：

    上图简化如下：

|  源端口（16位）  |  目的端口（16位）  |
|   长度（16位）   |   校验和（16位）   |
|   数据（可选）   |

   主要字段解释：

   1）源端口和目的端口：分别表示发送方和接收方的端口号。

   2）长度：表示UDP头部和数据的总长度（最小值为8字节）。

   3）校验和：用于检验UDP头部和数据是否在传输过程中出现错误（可选字段）。

   4）数据：实际传输的数据部分。

   其中，UDP校验如下图：

    三、TCP报文和UDP报文的区别

   主要区别：

   TCP：面向连接，可靠传输，具有序号、确认机制等复杂功能，适用于需要可靠传输的场景（如文件传输、网页浏览等）。

   UDP：无连接，不可靠传输，报文格式简单，适用于对时效性要求高且容忍部分数据丢失的场景（如视频流、语音传输等）。

   参考链接：https://www.cnblogs.com/Chary/p/15954166.html