TCP/IP

IP 封包表頭格式 TCP/IP IP封包表頭格式 Version InternetHeaderLength TypeofService TotalLength Identification Flag FragmentOffset TimeToLive Protocol HeaderChecksum SourceIPAddress DestinationIPAddress SOptions&Padding 若說起歷史，TCP/IP也算得上是個冷戰時代的產物，它是應美國國防部的戰爭考量而提出開發的。

TCP/IP當初是用來配合ARPANET(AdvancedResearchProjectsAgencyNetwork)來處理不同硬體之間的連接問題的，比如Sun系統和Mainframe、Mainframe和個人電腦之間的連接。

事實上，TCP/IP所指的是一整套龐大的通訊協定家族，其中以TransmissionControlProtocol(TCP)及InternetProtocol(IP)這兩套協定最具代表性。

IP協定工作於網路層(以後會繼續和大家探討OSI的網路層級)，它提供了一套標準讓不同的網路有規則可循。

當然，前提是您想使用IP從一個網路將封包路由到另一個網路。

IP在設計上可用來在LAN-LAN及PC-PC之間進行傳輸的。

您可以把IP看成是游戲規則，而TCP則用來詮釋這些規則的。

雖然TCP/IP原先是專門為幾所大學和機構的使用而設計的，但現在TCP/IP已經成為最流行的通訊協定了，我們使用的Internet就是用TCP/IP來傳送封包的了。

下面就讓我們看看TCP/IP是怎樣工作的： 假如您的公司在好些地方都有分公司，各自都有著自己的本地網路(LAN)，在總公司跑的是PC網路，但分公司大部份都是用麥金塔電腦。

當Mac有數據要傳送給PC的時候將會如何呢？ 首先，TCP會在這兩個平臺建立起一個可以提供全雙工檢錯(對雙向的數據都進行錯誤檢測)的連接。

接著，IP制定好Mac和PC之間的溝通規則，TCP與上層協定制定用以連接的埠(port)。

到這裡為止，Mac端已經準備好數據了，如果數據太大，就將之分拆成幾份較小的封包，並且在封包上面加上一個新的header(內含轉送位址)，確保封包會被正確傳送。

TCP/IP還會加上標籤說明數據的種類及其長度。

再下來，IP協定將負責將封包傳送給PC。

最後，在PC上面的TCP將封包解碼並翻譯成PC能夠懂的格式，也就是它自己所使用的網路協定。

IP封包表頭格式 Version(4) InternetHeaderLength(4) TypeofService(8) TotalLength(16) Identification(16) Flags(3) FragmentOffset(13) TimeToLive(8) Protocol(8) Headerchecksum(16) SourceAddress(32) DestinationAddress(32) Options(Variable) Padding(0-24) 　 Data 。

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在上圖中，括號之內的數字就是各部件的長度(bit)，如果您夠細心，就會計算得出每一行的總長度都是32bit。

事實上，真正的封包是有連續的位元依序排列在一起的，之所以分行，完全是因為排版的關係。

下面，我們分別對各部件名稱解釋一下 Version 版本(VER)。

表示的是IP規格版本，目前的IP規格多為版本4(version4)，所以這裡的數值通常為0x4(注意：封包使用的數字通常都是十六進位的)。

InternetHeaderLength 標頭長度(IHL)。

我們從IP封包規格中看到前面的6行為header，如果Options和Padding沒有設定的話，也就只有5行的長度﹔我們知道每行有32bit，也就是4byte﹔那麼，5列就是20byte了。

20這個數值換成16進位就成了0x14，所以，當封包標頭長度為最短的時候，這裡數值會被換算為0x14。

TypeofService 服務類型(TOS)。

這裡指的是IP封包在傳送過程中要求的服務類型，其中一共由8個bit組成，每組bit組合分別代表不同的意思： TotalLength 封包總長(TL)。

通常以byte做單位來表示該封包的總長度，此數值包括標頭和數據的總和。

Identification 識別碼(ID)。

每一個IP封包都有一個16bit的唯一識別碼。

我們從OSI和TCP/IP的網路層級知識裡面知道：當程式產生的數據要通過網路傳送時，都會在傳送層被拆散成封包形式發送，當封包要進行重組的時候，這個ID就是依據了。

Flag 旗標(FL)。

這是當封包在傳輸過程中進行最佳組合時使用的3個bit的識別記號。

FragmentOffset 分割定位(FO)。

當一個大封包在經過一些傳輸單位(MTU)較小的路徑時，會被被切割成碎片(fragment)再進行傳送(這個切割和傳送層的打包有所不同，它是由網路層決定的)。

由於網路情況或其它因素影響，其抵達順序並不會和當初切割順序一至的。

所以當封包進行切割的時候，會為各片段做好定位記錄，所以在重組的時候，就能夠依號入座了。

如果封包沒有被切割，那麼FO的值為“0”。

TimeToLive 存活時間(TTL)。

這個TTL的概念，在許多網路協定中都會碰到。

當一個封包被賦予TTL值(以秒或跳站數目(hop)為單位)，之後就會進行倒數計時。

在IP協定中，TTL是以hop為單位，每經過一個router就減一)，如果封包TTL值被降為0的時候，就會被丟棄。

這樣，當封包在傳遞過程中由於某些原因而未能抵達目的地的時候，就可以避免其一直充斥在網路上面。

有隻叫做traceroute的程式，就是一個上佳的TTL利用實作，我們會在後面的章節裡面討論。

Protocol 協定(PROT)。

這裡指的是該封包所使用的網路協定類型，例如：ICMP或TCP/UDP等等。

HeaderChecksum 標頭檢驗值(HC)。

這個數值主要用來檢錯用的，用以確保封包被正確無誤的接收到。

當封包開始進行傳送後，接收端主機會利用這個檢驗值會來檢驗餘下的封包，如果一切看來無誤，就會發出確認信息，表示接收正常。

SourceIPAddress 來源位址(SA)。

相信這個不用多解釋了，就是發送端的IP位址是也，長度為32bit。

DestinationIPAddress 目的地位址(SA)。

也就是接收端的IP位址，長度為32bit。

Options&Padding 這兩個選項甚少使用，只有某些特殊的封包需要特定的控制，才會利用到。

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