一、TCP/IP的层次结构
1、应用层：为用户的应用程序提供接口，使用户可以访问网络。（IE浏览器就处于应用层）
HTTP、TFTP、FTP、NFS等属于应用层的协议 。是用户客户端程序或软件之间使用的协议。
HTTP 超文本传输协议（浏览网页服务）
TFTP 文件传输协议（较快，但是不可靠）
FTP 文件传输协议（提供文件上传，文件下载服务，较慢但是可靠）
NFS 网络文件系统（Unix和Linux系统之间共享文件）
SMTP 简单邮件传输协议（邮件的发送和转发）
POP3 接收邮件（由服务器下载到本地）
Talnet (远程登录功能（配置交换机、路由器）)
SNMP 简单网络管理协议（通过网管软件来管理网络）
DNS 域名系统，将域名解析为IP地址（将百度的域名转换为服务器的IP地址）
2、传输层(运输层)：提供端到端的通信（两台计算机上的软件间的连接），对信息流具有调节作用。
TCP、UDP属于运输层的协议。在TCP/IP协议族中，网络层IP提供的是一种不可靠的服务，，它尽可能的把分组从源节点送到目的节点，但是并不提供任何可靠保证。而TCP在不可靠的IP层上提供了一个可靠的运输层（参见TCP三次握手），为了提供这种可靠的服务，TCP采用了超时重传，发送和接收的端到端的确认分组等机制。
TCP 传输控制协议 面向连接（打电话） 可靠服务
在通信之前要先建立连接 需要同时在线
UDP 用户数据报协议 非面向连接（发快递）不可靠 不稳定 但速度更快
源端口(Source Port) 目的端口(Desination Port)
序列号(Sequence Number)【数据包的序号】
确认号(Acknowledgment Number)（序列号+1）【用于指示下一个数据包序号】
报头的长度(HLEN):以32字节为单位的报头长度
保留域(Reserved)：设置为0
编码位(Code Bits):用于控制段的传输（如会话的建立和终止）
包括：URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN 6个位
SYN（synchronous）：请求建立TCP连接
FIN：断开TCP连接
RST：重置TCP连接
ACK：确认、反馈连接情况
PSH：将数据立刻送到应用层进行处理的命令
URG：判断紧急指针是否有效的命令
窗口大小(Windows)：接收方能够继续接收的字节数【控制发送的速度】
校验和(Checksum):baokuo TCP报头和数据在内的校验和【判断数据传输是否出错】
紧急指针(Urgent Pointer)：当前序列号到紧急位置的偏移量
选项(Option)：厂商根据需要自定义的内容
MAC地址
数据(Data)：上层协议数据
HTTP：80
端口范围是：0-6535（1 --- 255 之间一般是知名的端口号；256 --- 1023的端口号，通常是由Unix系统占用（系统占用）；1024 ---5000 是大多数TCP、IP实现的临时分配；大于5000的一般是给其他服务预留的（Internet上并不常用的服务））
3、网络层(Internet层)：IP包的封装和路径的选择
ICMP、IP、IGMP是网络层的协议。ICMP（控制报文协议）是IP协议的附属协议，IP层用它来与其他主机或路由器交换错误报文和其他重要信息；ICMP是Internet组管理协议，它用来把一个UDP数据多播到多个主机上。
网络层的协议
IP数据包的封装，定义IP地址
ICMP错误诊断（用ping测试网络连通性）
ARP将IP地址解析为MAC地址
RARP将MAC地址转换为IP地址
IP地址分类：IPV4长32位共4个字节（用点分十进制记法表示），由网络地址和主机地址组成。网络地址表示其属于互联网的哪一个网络，主机地址表示其属于该网络中的哪一台主机。二者是主从关系；又按字节分成4段，每个字段是一个字节，8位，最大值是255。
IP地址根据网络号和主机号分为A、B、C三类及特殊地址D、E。 全0和全1的都保留不用。
A类：(1.0.0.0-126.0.0.0)（默认子网掩码：255.0.0.0或 0xFF000000）第一个字节为网络号，后三个字节为主机号。该类IP地址的最前面为“0”，所以地址的网络号取值于1~126之间。一般用于大型网络。
B类：(128.0.0.0-191.255.0.0)（默认子网掩码：255.255.0.0或0xFFFF0000）前两个字节为网络号，后两个字节为主机号。该类IP地址的最前面为“10”，所以地址的网络号取值于128~191之间。一般用于中等规模网络。
C类：(192.0.0.0-223.255.255.0)（子网掩码：255.255.255.0或 0xFFFFFF00）前三个字节为网络号，最后一个字节为主机号。该类IP地址的最前面为“110”，所以地址的网络号取值于192~223之间。一般用于小型网络。
D类：是多播地址。该类IP地址的最前面为“1110”，所以地址的网络号取值于224~239之间。一般用于多路广播用户[1] 。
E类：是保留地址。该类IP地址的最前面为“1111”，所以地址的网络号取值于240~255之间。
在IP地址3种主要类型里，各保留了3个区域作为私有地址，其地址范围如下：
A类地址：10.0.0.0～10.255.255.255
B类地址：172.16.0.0～172.31.255.255
C类地址：192.168.0.0～192.168.255.255
回送地址：127.0.0.1。 也是本机地址，等效于localhost或本机IP。一般用于测试使用。例如：ping 127.0.0.1来测试本机TCP/IP是否正常。
4、数据链路层：为上层提供可靠的数据帧透明传输
链路管理、帧同步、寻址、流量控制、差错控制
MAC地址（网卡编号）：48位的二进制数。表示为12位的16进制数。分为两部分：前24位为厂商编号，后24位为网卡的编号（由专门的机构分配）
二、TCP/IP各层数据封装过程
UDP数据与TCP数据基本一致，唯一不同的是，UDP传给IP的信息单元称为UDP数据包，并且UDP的首部长为8字节。
在上面的TCP、IP的分层结构图中我们可以看见，用户程序、TCP、UDP、ICMP等都会向IP传送数据，因此在IP的首部加入了长度为8bit的标识；1表示ICMP协议，2表示IGMP协议，6表示TCP，17表示UDP协议。
TCP、和UDP在传送数据的过程中都会用到一个16bit的端口号来表示不同的应用程序TCP和UDP把源端口号和目的端口号分别存入报文首部中。（216= 65536）
网络接口通常要发送和接收IP、ARP、RARP数据，因此在以太网的首部（及帧的首部）也有一个16bit的标识。
数据封装过程
三、各层数据包的结构
1、（链路层）以太帧结构（http://c.biancheng.net/view/6391.html）
| 字段 | 含义 |
|---|---|
| 前同步码 | 用来使接收端的适配器在接收 MAC 帧时能够迅速调整时钟频率，使它和发送端的频率相同。前同步码为 7 个字节，1 和 0 交替。 |
| 帧开始定界符 | 帧的起始符，为 1 个字节。前 6 位 1 和 0 交替，最后的两个连续的 1 表示告诉接收端适配器：“帧信息要来了，准备接收”。 |
| 目的地址 | 接收帧的网络适配器的物理地址（MAC 地址），为 6 个字节（48 比特）。作用是当网卡接收到一个数据帧时，首先会检查该帧的目的地址，是否与当前适配器的物理地址相同，如果相同，就会进一步处理；如果不同，则直接丢弃。 |
| 源地址 | 发送帧的网络适配器的物理地址（MAC 地址），为 6 个字节（48 比特）。 |
| 类型 | 上层协议的类型。由于上层协议众多，所以在处理数据的时候必须设置该字段，标识数据交付哪个协议处理。例如，字段为 0x0800 时，表示将数据交付给 IP 协议。 |
| 数据 | 也称为效载荷，表示交付给上层的数据。以太网帧数据长度最小为 46 字节，最大为 1500 字节。如果不足 46 字节时，会填充到最小长度。最大值也叫最大传输单元（MTU）。 在 Linux 中，使用 ifconfig 命令可以查看该值，通常为 1500。 |
| 帧检验序列 FCS | 检测该帧是否出现差错，占 4 个字节（32 比特）。发送方计算帧的循环冗余码校验（CRC）值，把这个值写到帧里。接收方计算机重新计算 CRC，与 FCS 字段的值进行比较。如果两个值不相同，则表示传输过程中发生了数据丢失或改变。这时，就需要重新传输这一帧。 |
2、（网络层）IP数据报结构（https://blog.csdn.net/prsniper/article/details/6762145）
如图，一个刻度表示1个二进制位（比特）。
1-1.版本4位，表示版本号，目前最广泛的是4=B1000，即常说的IPv4；相信IPv6以后会广泛应用，它能给世界上每个纽扣都分配一个IP地址。
1-2.头长4位，数据包头部长度。它表示数据包头部包括多少个32位长整型，也就是多少个4字节的数据。无选项则为5（红色部分）。
1-3.服务类型，包括8个二进制位，每个位的意义如下：
过程字段：3位，设置了数据包的重要性，取值越大数据越重要，取值范围为：0（正常）~ 7（网络控制）
延迟字段：1位，取值：0（正常）、1（期特低的延迟）
流量字段：1位，取值：0（正常）、1（期特高的流量）
可靠性字段：1位，取值：0（正常）、1（期特高的可靠性）
成本字段：1位，取值：0（正常）、1（期特最小成本）
保留字段：1位 ，未使用
1-4.包裹总长16位，当前数据包的总长度，单位是字节。当然最大只能是65535，及64KB。
2-1.重组标识16位，发送主机赋予的标识，以便接收方进行分片重组。
2-2.标志3位，他们各自的意义如下：
保留段位(2)：1位，未使用
不分段位(1)：1位，取值：0（允许数据报分段）、1（数据报不能分段）
更多段位(0)：1位，取值：0（数据包后面没有包，该包为最后的包）、1（数据包后面有更多的包）
2-3.段偏移量13位，与更多段位组合，帮助接收方组合分段的报文，以字节为单位。
3-1.生存时间8位，经常ping命令看到的TTL（Time To Live）就是这个，每经过一个路由器，该值就减一，到零丢弃。
3-2.协议代码8位，表明使用该包裹的上层协议，如TCP=6，ICMP=1，UDP=17等。
3-3.头检验和16位，是IPv4数据包头部的校验和。
4-1.源始地址，32位4字节，我们常看到的IP是将每个字节用点（.）分开，如此而已。
5-1.目的地址，32位，同上。
6-1.可选选项，主要是给一些特殊的情况使用，往往安全路由会当作攻击而过滤掉，普联（TP_LINK）的TL-ER5110路由就能这么做。
7-1.用户数据。
3、（传输层）tcp数据包结构（https://blog.csdn.net/prsniper/article/details/6762145）
1-1.源始端口16位，范围当然是0-65535啦。
1-2.目的端口，同上。
2-1.数据序号32位，TCP为发送的每个字节都编一个号码，这里存储当前数据包数据第一个字节的序号。
3-1.确认序号32位，为了安全，TCP告诉接受者希望他下次接到数据包的第一个字节的序号。
4-1.偏移4位，类似IP，表明数据距包头有多少个32位。
4-2.保留6位，未使用，应置零。
4-3.紧急比特URG—当URG＝1时，表明紧急指针字段有效。它告诉系统此报文段中有紧急数据，应尽快传送(相当于高优先级的数据)。
4-3.确认比特ACK—只有当ACK＝1时确认号字段才有效。当ACK＝0时，确认号无效。参考TCP三次握手
4-4.复位比特RST(Reset) —当RST＝1时，表明TCP连接中出现严重差错（如由于主机崩溃或其他原因），必须释放连接，然后再重新建立运输连接。参考TCP三次握手
4-5.同步比特SYN—同步比特SYN置为1，就表示这是一个连接请求或连接接受报文。参考TCP三次握手
4-6.终止比特FIN(FINal)—用来释放一个连接。当FIN＝1时，表明此报文段的发送端的数据已发送完毕，并要求释放运输连接。
4-7.窗口字段16位，窗口字段用来控制对方发送的数据量，单位为字节。TCP连接的一端根据设置的缓存空间大小确定自己的接收窗口 大小，然后通知对方以确定对方的发送窗口的上限。
5-1.包校验和16位，包括首部和数据这两部分。在计算检验和时，要在TCP报文段的前面加上12字节的伪首部。
5-2.紧急指针16位，紧急指针指出在本报文段中的紧急数据的最后一个字节的序号。
6-1.可选选项24位，类似IP，是可选选项。
6-2.填充8位，使选项凑足32位。
7-1.用户数据