1 计算机网络
计算机网络体系结构：
现在多是参考（c）五层协议。
2 UDP/TCP、IP、MAC报文协议格式
2.1 数据链路层（MAC层）
以太网V2的MAC帧格式：
类型：2字节，指出数据域中携带的数据应交给哪些协议实体处理
校验码：校验数据段（采用32位CRC冗余校验方式进行校验）
MAC帧头部结构体定义：
// u_char: 1字节，8位
// u_short: 2字节，16位
// u_int: 4字节，32位
// 以太网帧数据头部 - 固定 14 个字节
typedef struct ethernet_header
{
u_char dest_mac[6]; // 目的地址（MAC地址）
u_char src_mac[6]; // 源地址(MAC地址)
u_short type;// 类型字段，用来标志上一层使用的协议，以便把MAC帧数据交给上一层的这个协议（IP:0x0800; ）
}ETHERNET_HEADER;
2.2 网络层
IP数据包的格式：
版本：IP协议版本，这里为4
首部长度：占4位
总长度：占16位，指首部和数据之和的长度
标识：占16位，它是一个计数器，每产生一个数据报就加1
标志：占3位，标志字段的最低位为MF，MF=1表示后面还有分片；MF=0表示最后一个分片。标识字段中间的一位是DF，只有DF=0时才允许分片
片偏移：占13位，它指出较长的分组在分片后，某片在原分组中的相对位置，片偏移一8个字节为偏移单位
首部校验和：占16位，只校验分组的首部，而不校验数据部分
生存时间TTL：占8位，及数据报在网络中通过的路由器数的最大值
协议：占8位，指出使用何种协议，其中6表示TCP，17表示UDP
固定部分20个字节，可变部分40字节，首部最长60字节。
首部长度的单位为32位字（4 bytes），所以需要 *4 计算有多少个字节长度。
总长度的单位为字节。
IP数据包头部结构体定义：
// 网络层 IP数据包 首部 - 固定 20 个字节
typedef struct ip_header
{
u_char ver_ihl;// 版本（4 bits）+首部长度（4 bits）, 首部长度单位是32位字，所以需要 *4 计算有多少个字节
u_char tos;// 区分服务（Type of Service, 8 bits）
u_short tlen;// 总长（Total Length, 16 bits），=首部长度+数据长度，最大为65535字节（2^16-1）
u_short identify;// 标识（Identify, 16 bits）,IP软件在存储器中维持的一个计数器，每产生一个数据包，计数器就加1（不是序号）
u_short flags_fo;// 标志位（Flags 3 bits）+段偏移量（Fragment offset 13 bits）
u_char ttl;// 存活时间（Time to Live, 8 bits）
u_char proto;// 协议（Protocol, 8 bits）,指出此数据报携带的数据是何种协议，以便目的主机IP层知道应将数据交由哪个协议进行处理
u_short crc;// 首部校验和（Header checkSum, 16 bits）
u_long src_addr;// 源地址（Source Address, 32 bits）
u_long des_addr;// 目的地址（Destination Address, 32 bits）
//u_int op_pad; // 选项与填充（Option * Padding, 32 bits）
}IP_HEADER;
2.3 传输层
传输层主要有UDP协议以及TCP协议。
UDP协议
UDP时面向报文的：
UDP用户数据的首部格式
长度：UDP用户数据报的长度（首部 + 数据部分），单位为字节。
长度：UDP数据报长度，其最小值是8
校验和：检测UDP数据报在传输中是否出错，有错就丢弃，如果字段全为0，表明不校验。
UDP数据包头部结构体定义：
// 传输层 UDP数据包 首部 - 固定首部 8 个字节
typedef struct udp_header
{
u_short src_port; // 源端口（Source Port， 16 bits）
u_short des_port; // 目的端口（Destination Port, 16 bits）
u_short len; // UDP数据包长度（Datagram Length, UDP用户数据包的长度，单位为字节）
u_short crc; // 校验和（CheckSum， 16 bits）
}UDP_HEADER;
TCP协议
TCP报文段的首部格式：
需要注意的是，“数据偏移”实际上就是TCP报文首部的长度，单位为 32位字（4 bytes）
序号字段：占4个字节，TCP是面向字节流的
确认号字段：占4字节，是期望收到对方的下一个报文段的数据的第一个字节的序号。确认号=N，则表明到序号N-1为止的所有数据都已经收到
数据偏移：占4位，指出TCP报文段的数据起始处距离TCP报文段的起始处有多远
保留字段：占6位
标志位：
URG：URG=1时，表明紧急指针有效
ACK：ACK=1时，确认号字段（TCP三次握手里面的ack）才有效PSH：就收到PSH=1的报文时，就尽快地交付接收应用进程，不用等到整个缓存都填满了后再向上交付
RST：当RST=1时，表明TCP连接中出了很严重的差错，必须释放连接，然后在重新建立连接
SYN：SYN=1、ACK=0，表明这是一个连接请求报文，对方若同意建立连接，则在响应报文中使用SYN=1、ACK=1
FIN：用来释放一个连接，FIN=1表明此报文段的发送方数据已经传送完毕
窗口字段：占2字节，它指出了现在允许对方发送的数据量
检验和：占2字节，检验范围包括首部和数据这两部分
紧急指针字段：占16位，指出文本中紧急数据共有多少字节
选项字段：长度可变
填充字段：为了使整个首部长度4字节的整数倍
TCP数据包头部结构体定义：
// 传输层 TCP数据包 首部 - 固定首部 20 个字节
typedef struct tcp_header
{
u_short src_port;// 源端口（2 bytes = 16 bits）
u_short des_port;// 目的端口(2 bytes = 16 bits)
u_int seq_num;// 序号（4 bytes = 32 bits）
u_int ack_num;// 确认号（4 bytes = 32 bits）
u_short hl_resv;// 首部长度（4 bits）+保留（6 bits）+ URG + ACK + PSH + RST + SYN + FIN(各 1 bit)
u_short wind;// 窗口（2 bytes = 16 bits）
u_short check_sum;// 校验和（2 bytes = 16 bits）
u_short ur_point;// 紧急指针（2 bytes = 16 bits）
//u_int op_pad; // 选项与填充（Option * Padding, 32 bits）
}TCP_HEADER;