網際協(xié)議（IP）是一個網絡層協(xié)議，它包含尋址信息和控制信息 ，可使數據包在網絡中路由。 IP 協(xié)議是 TCP/IP 協(xié)議族中的主要網絡層協(xié)議，與 TCP 協(xié)議結合組成整個因特網協(xié)議的核心協(xié)議。 IP 協(xié)議同樣都適用于 LAN 和 WAN 通信。

　　IP 協(xié)議有兩個基本任務：提供無連接的和最有效的數據包傳送；提供數據包的分割及重組以支持不同最大傳輸單元大小的數據連接。對于互聯(lián)網絡中 IP 數據報的路由選擇處理，有一套完善的 IP 尋址方式。每一個 IP 地址都有其特定的組成但同時遵循基本格式。 IP 地址可以進行細分并可用于建立子網地址。 TCP/IP 網絡中的每臺計算機都被分配了一個唯一的 32 位邏輯地址，這個地址分為兩個主要部分：網絡號和主機號。網絡號用以確認網絡，如果該網絡是因特網的一部分，其網絡號必須由 InterNIC 統(tǒng)一分配。一個網絡服務器供應商（ISP）可以從 InterNIC 那里獲得一塊網絡地址，按照需要自己分配地址空間。主機號確認網絡中的主機，它由本地網絡管理員分配。

　　當你發(fā)送或接受數據時（例如，一封電子信函或網頁），消息分成若干個塊，也就是我們所說的“包”。每個包既包含發(fā)送者的網絡地址又包含接受者的地址。由于消息被劃分為大量的包，若需要，每個包都可以通過不同的網絡路徑發(fā)送出去。包到達時的順序不一定和發(fā)送順序相同， IP 協(xié)議只用于發(fā)送包，而 TCP 協(xié)議負責將其按正確順序排列。

　　除了 ARP 和 RARP ，其它所有 TCP/IP 族中的協(xié)議都是使用 IP 傳送主機與主機間的通信。當前 IP 協(xié)議有兩種版本： IPv4 和 IPv6 。本文主要闡述 IPv4 。 IPv6 的相關細節(jié)將在其它文件中再作介紹。

• Version – 4位字段，指出當前使用的 IP 版本。
• IP Header Length （IHL） ― 指數據報協(xié)議頭長度，具有32位字長。指向數據起點。正確協(xié)議頭最小值為5。
• Type-of-Service ― 指出上層協(xié)議對處理當前數據報所期望的服務質量，并對數據報按照重要性級別進行分配。這些8位字段用于分配優(yōu)先級、延遲、吞吐量以及可靠性。
• Total Length ― 指定整個 IP 數據包的字節(jié)長度，包括數據和協(xié)議頭。其最大值為65,535字節(jié)。典型的主機可以接收576字節(jié)的數據報。
• Identification ― 包含一個整數，用于識別當前數據報。該字段由發(fā)送端分配幫助接收端集中數據報分片。
• Flags ― 由3位字段構成，其中低兩位（最不重要）控制分片。低位指出數據包是否可進行分片。中間位指出在一系列分片數據包中數據包是否是最后的分片。第三位即最高位不使用。
• Fragment Offset ― 13位字段，指出與源數據報的起始端相關的分片數據位置，支持目標IP適當重建源數據報。
• Time-to-Live ― 是一種計數器，在丟棄數據報的每個點值依次減1直至減少為0。這樣確保數據包無止境的環(huán)路過程。
• Protocol ― 指出在 IP 處理過程完成之后，有哪種上層協(xié)議接收導入數據包。
• Header Checksum ― 幫助確保 IP 協(xié)議頭的完整性。由于某些協(xié)議頭字段的改變，如生存期（Time to Live），這就需要對每個點重新計算和檢驗。Internet 協(xié)議頭需要進行處理。
• Source Address ― 指定發(fā)送代碼。
• Destination Address ― 指定接收代碼。
• Options ― 允許 IP 支持各種選項，如安全性。
• Data ― 包括上層信息。

　　傳輸控制協(xié)議 TCP 是 TCP/IP 協(xié)議棧中的傳輸層協(xié)議，它通過序列確認以及包重發(fā)機制，提供可靠的數據流發(fā)送和到應用程序的虛擬連接服務。與 IP 協(xié)議相結合， TCP 組成了因特網協(xié)議的核心。

　　由于大多數網絡應用程序都在同一臺機器上運行，計算機上必須能夠確保目的地機器上的軟件程序能從源地址機器處獲得數據包，以及源計算機能收到正確的回復。這是通過使用 TCP 的“端口號”完成的。網絡 IP 地址和端口號結合成為唯一的標識 , 我們稱之為“套接字”或“端點”。 TCP 在端點間建立連接或虛擬電路進行可靠通信。

　　TCP 服務提供了數據流傳輸、可靠性、有效流控制、全雙工操作和多路復用技術等。

　　關于流數據傳輸 ,TCP 交付一個由序列號定義的無結構的字節(jié)流。 這個服務對應用程序有利，因為在送出到 TCP 之前應用程序不需要將數據劃分成塊， TCP 可以將字節(jié)整合成字段，然后傳給 IP 進行發(fā)送。

　　TCP 通過面向連接的、端到端的可靠數據報發(fā)送來保證可靠性。 TCP 在字節(jié)上加上一個遞進的確認序列號來告訴接收者發(fā)送者期望收到的下一個字節(jié)。如果在規(guī)定時間內，沒有收到關于這個包的確認響應，重新發(fā)送此包。 TCP 的可靠機制允許設備處理丟失、延時、重復及讀錯的包。超時機制允許設備監(jiān)測丟失包并請求重發(fā)。

　　TCP 提供了有效流控制。當向發(fā)送者返回確認響應時，接收 TCP 進程就會說明它能接收并保證緩存不會發(fā)生溢出的最高序列號。

　　全雙工操作： TCP 進程能夠同時發(fā)送和接收包。

　　TCP 中的多路技術：大量同時發(fā)生的上層會話能在單個連接上時進行多路復用。

• Source Port – 識別上層源處理器接收 TCP 服務的點。
• Destination Port – 識別上層目標處理器接收 TCP 服務的點。
• Sequence Number – 通常指定分配到當前信息中的數據首字節(jié)的序號。在連接建立階段，該字段用于設別傳輸中的初始序列號。
• Acknowledgment Number – 包含數據包發(fā)送端期望接收的數據下一字節(jié)的序列號。一旦連接成功，該值會一直被發(fā)送。
• Data Offset – 4 位。TCP 協(xié)議頭中的32位字序號表示數據開始位置。
• Reserved – 6位。預留以備用，必須設置為0。
• Control Bits （Flags） – 6位。傳送各種控制信息。控制位可以是：

• Window – 16位。指定發(fā)送端接收窗口的大小，也就是說，數據可用的八位緩存區(qū)大小。
• Checksum – 16 位。指出協(xié)議頭在傳輸中是否遭到破壞。
• Urgent Pointer – 16 位。指向數據包中的第一個重要數據字節(jié)。
• Option + Padding – 指定各種 TCP 選項。可選項有兩種可能形式：單個八位可選類型和八位可選類型，八位可選長度和實際可選數據八位位組。
• Data – 包含上層信息。

　　用戶數據報協(xié)議（UDP）是 ISO 參考模型中一種無連接的傳輸層協(xié)議，提供面向事務的簡單不可靠信息傳送服務。 UDP 協(xié)議基本上是 IP 協(xié)議與上層協(xié)議的接口。 UDP 協(xié)議適用端口分辨運行在同一臺設備上的多個應用程序。

　　由于大多數網絡應用程序都在同一臺機器上運行，計算機上必須能夠確保目的地機器上的軟件程序能從源地址機器處獲得數據包，以及源計算機能收到正確的回復。這是通過使用 UDP 的“端口號”完成的。例如，如果一個工作站希望在工作站 128.1.123.1 上使用域名服務系統(tǒng)，它就會給數據包一個目的地址 128.1.123.1 ，并在 UDP 頭插入目標端口號 53 。源端口號標識了請求域名服務的本地機的應用程序，同時需要將所有由目的站生成的響應包都指定到源主機的這個端口上。 UDP 端口的詳細介紹可以參照相關文章。

　　與 TCP 不同， UDP 并不提供對 IP 協(xié)議的可靠機制、流控制以及錯誤恢復功能等。由于 UDP 比較簡單， UDP 頭包含很少的字節(jié)，比 TCP 負載消耗少。

　　UDP 適用于不需要 TCP 可靠機制的情形，比如，當高層協(xié)議或應用程序提供錯誤和流控制功能的時候。 UDP 是傳輸層協(xié)議，服務于很多知名應用層協(xié)議，包括網絡文件系統(tǒng)（NFS）、簡單網絡管理協(xié)議（SNMP）、域名系統(tǒng)（DNS）以及簡單文件傳輸系統(tǒng)（TFTP）。

• Source Port — 16位。源端口是可選字段。當使用時，它表示發(fā)送程序的端口，同時它還被認為是沒有其它信息的情況下需要被尋址的答復端口。如果不使用，設置值為0。
• Destination Port — 16位。目標端口在特殊因特網目標地址的情況下具有意義。
• Length — 16位。該用戶數據報的八位長度，包括協(xié)議頭和數據。長度最小值為8。
• Checksum — 16位。IP 協(xié)議頭、UDP 協(xié)議頭和數據位，最后用0填補的信息假協(xié)議頭總和。如果必要的話，可以由兩個八位復合而成。
• Data — 包含上層數據信息。

UDP 由 IETF（ http://www.ietf.org ）定義在 RFC 768中。

http://www.javvin.com/protocol/rfc768.pdf ：User Datagram Protocol（UDP） Specifications
http://www.iana.org/assignments/port-numbers ：UDP and TCP port numbers