今日谈：数据报能否直接交给IP层而不经过UDP、TCP与UDP的首部格式

今日谈：数据报能否直接交给IP层而不经过UDP、TCP与UDP的首部格式

一、数据报能否直接交给IP层而不经过UDP？有哪些东西是UDP能够提供而IP不能够提供的？

不能够直接将数据报交给IP层，因为UDP层把应用层传来的数据（比如源端口、目的端口这些信息）进行了封装才给IP层的，而IP层是没有源端口、目的端口这些信息的。如果直接给IP层，就会导致数据包无法交给指定的进程。

IP首部能够帮助我们寻找目的主机和进行报头检错，而要寻找目的进程，我们就只能通过UDP首部来获取目的端口。另外UDP提供复用与分用功能，还能够对数据部分进行差错检测。

二、TCP与UDP的首部格式

我们需要重点关注其有哪些字段及其长度。

UDP

UDP报文的首部字段非常简单，它由四个字段构成，每个字段占2个字节。

分别是源端口、目的端口、长度、检验和。

其中，源端口是源端口号、目的端口是目的端口号，长度就是UDP用户数据报的长度了咯，检验码放置的是差错检验码。

这里注意在计算检验和的时候，UDP与IP计算差错检验和有些不同，UDP是把首部和数据部分放在一起计算检验和，并且计算检验和时还需要加上12个字节的伪首部。

伪首部由第一个字段源IP地址、第二个字段目的IP地址、第五个字段UDP用户数据报的长度，第三个字段是全0，第四个字段是协议字段的值17.

TCP

TCP的字段就比较多了，而且其长度是不固定的，不过其最小长度是20字节。

其固定字段有：源端口、目的端口、序号、确认号、数据偏移、保留、紧急URG、确认ACK、推送PSH、复位RST、同步SYN、终止FIN、窗口、检验和、紧急指针和选项、填充。

下面介绍几个比较重要的字段。

源端口和目的端口分别占2个字节。

序号占4个字节，确认号占4个字节。

数据偏移：占4位，它其实就是首部的长度。其单位是4字节，因为其最大可是15，所以TCP首部的最大长度是60字节。

保留：占6位。

接下来是6个标志位，都占1位：

紧急URG：置1用于告诉接收方此报文段有紧急数据。与后面的紧急指针配合使用。紧急指针占2个字节，用于告诉本报文段的紧急数据有多少字节。

确认ACK：为1时确认号才有效。为0则无效。

推送PSH：此字段置1时，可以将数据马上发送出去，不需要积累。

复位RST：此位置1时，表明TCP连接出现严重差错，需要重新建立连接。

同步SYN：

SYN=1,ACK=0表明这是请求连接报文。

SYN=1,ACK=1表明这是对方同意建立连接的连接接受报文。

终止FIN：此位置1，表示数据发送完毕，释放连接。

窗口：占两字节。窗口字段反应了接收方的接收缓存空间大小。

检验和：占2字节。和UDP一样，把首部和数据部分放在一起计算检验和，并且计算检验和时还需要加上12个字节的伪首部。伪首部由第一个字段源IP地址、第二个字段目的IP地址、第五个字段TCP用户数据报的长度，第三个字段是全0，第四个字段是6.

选项：长度可变。其最大报文段长度MSS的长度为数据字段的长度。