DPDK中的TCP頭部處理

1. TCP頭部結構

TCP頭部通常為20字節（不含可選字段），每個字段占據固定的字節位置。以下是TCP頭部的結構，按字節位置逐一說明：

 0                   1                   2                   30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|          Source Port          |       Destination Port        |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                        Sequence Number                        |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                    Acknowledgment Number                      |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|  Data |           |U|A|P|R|S|F|                               |
| Offset| Reserved  |R|C|S|S|Y|I|            Window             |
|       |           |G|K|H|T|N|N|                               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|           Checksum            |         Urgent Pointer        |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                    Options (if Data Offset > 5)               ...
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
字段詳解（按字節位置）

  1. 源端口（Source Port, 2字節，0-1字節）

    • 作用：標識發送端的端口號，用于區分同一主機上的不同應用。
    • 值：16位無符號整數（0-65535）。
    • DPDK相關：在DPDK中，解析或構造TCP包時，需從rte_mbuf的包數據中提取或設置該字段。

  2. 目的端口（Destination Port, 2字節，2-3字節）

    • 作用：標識接收端的端口號。
    • 值：同源端口，16位無符號整數。
    • DPDK相關：常與源端口一起用于五元組（源IP、目的IP、協議、源端口、目的端口）進行連接跟蹤。

  3. 序列號（Sequence Number, 4字節，4-7字節）

    • 作用：標識發送的數據字節流的起始位置，用于確保數據按序到達和檢測丟失。
    • 值：32位無符號整數，初始值在SYN包中隨機生成。
    • DPDK相關：在用戶態協議棧中，需手動維護序列號遞增邏輯。

  4. 確認號（Acknowledgment Number, 4字節，8-11字節）

    • 作用：表示接收端期望接收的下一個字節的序列號，用于確認已接收的數據。
    • 值：32位無符號整數，僅當ACK標志置位時有效。
    • DPDK相關：在ACK包處理中，需檢查確認號以驗證數據傳輸狀態。

  5. 數據偏移（Data Offset, 4位，12字節高4位）

    • 作用：表示TCP頭部長度（以4字節為單位），因為頭部可能包含可選字段。
    • 值：范圍5-15（對應20-60字節）。
    • DPDK相關：解析TCP包時，需根據此字段確定頭部長度以定位數據部分。

  6. 保留位（Reserved, 6位，12字節次高6位）

    • 作用：保留供未來使用，當前必須置0。
    • DPDK相關：通常忽略，但需確保構造包時置0。

  7. 標志位（Flags, 6位，12字節低6位）

    • 作用：控制TCP連接狀態和數據傳輸行為，詳細見下文“標志位詳解”。
    • 值：包括URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN六個標志。

  8. 窗口大小（Window, 2字節，13-14字節）

    • 作用：表示接收端的接收緩沖區大小，用于流量控制。
    • 值：16位無符號整數（0-65535字節），可通過窗口擴展選項放大。
    • DPDK相關：在高性能場景中，需根據窗口大小動態調整發送速率。

  9. 校驗和（Checksum, 2字節，15-16字節）

    • 作用：驗證TCP頭部、數據及偽頭部的完整性。
    • 值：16位校驗和，計算方法見前文。
    • DPDK相關：可通過DPDK的rte_ipv4_udptcp_cksum計算，或使用網卡硬件卸載（如PKT_TX_TCP_CKSUM）。

  10. 緊急指針（Urgent Pointer, 2字節，17-18字節）

    • 作用：當URG標志置位時，指示緊急數據的偏移量。
    • 值：16位無符號整數，指向緊急數據的最后一個字節。
    • DPDK相關：緊急數據在現代應用中較少使用，通常忽略。

  11. 選項（Options, 可變長度，19字節起，若Data Offset > 5）

    • 作用：提供擴展功能，如最大段大小（MSS）、窗口擴展、時間戳等。
    • 長度：0-40字節，需4字節對齊。
    • DPDK相關：在構造或解析包時，需根據Data Offset處理選項字段。

2. TCP標志位（Flags）的名稱由來和用法

TCP頭部中的6個標志位（URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN）位于12字節的低6位，每個標志位占1位。以下是它們的名稱由來和具體用法：

  1. URG（Urgent, 緊急標志）

    • 名稱由來：表示數據包中包含緊急數據，需要優先處理。“Urgent”反映了其緊急優先級。
    • 用法：
      • 當URG=1時，緊急指針字段有效，指示緊急數據的結束位置。
      • 緊急數據應被立即處理，通常用于中斷或控制場景（如Telnet的Ctrl+C）。
      • 現代場景：很少使用，部分協議棧甚至忽略此標志。
      • DPDK相關：在DPDK中，URG標志處理較少，需檢查struct rte_tcp_hdr的tcp_flags字段。

  2. ACK（Acknowledgment, 確認標志）

    • 名稱由來：表示確認已接收的數據。“Acknowledgment”指接收端對發送端數據的確認。
    • 用法：
      • 當ACK=1時，確認號字段有效，表示接收端期望的下一個字節序列號。
      • 用于確認數據接收，驅動TCP的可靠傳輸機制。
      • 在三次握手中，第二次和第三次握手包會設置ACK=1。
      • DPDK相關：在用戶態協議棧中，需檢查ACK標志以處理確認邏輯。

  3. PSH（Push, 推送標志）

    • 名稱由來：指示接收端立即將數據“推送”到應用層，而不等待緩沖區填滿。“Push”強調數據盡快交付。
    • 用法：
      • 當PSH=1時，提示接收端盡快將數據交給上層應用，而不是緩存。
      • 常用于實時性要求高的場景（如交互式應用）。
      • 現代場景：許多協議棧默認立即交付，PSH作用減少。
      • DPDK相關：在DPDK中，PSH標志可用于優化數據交付邏輯。

  4. RST（Reset, 重置標志）

    • 名稱由來：表示重置連接，通常用于異常終止。“Reset”反映了其強制中斷連接的角色。
    • 用法：
      • 當RST=1時，表示連接異常或拒絕（如端口未開放、連接不可用）。
      • 用于快速關閉連接或拒絕非法請求。
      • DPDK相關：在DPDK中，需檢測RST標志以處理連接錯誤或終止狀態。

  5. SYN（Synchronize, 同步標志）

    • 名稱由來：用于同步通信雙方的序列號。“Synchronize”反映了其初始化序列號的作用。
    • 用法：
      • 當SYN=1時，表示發起TCP連接，攜帶初始序列號（ISN）。
      • 用于三次握手的第一步（客戶端發送SYN）和第二步（服務器發送SYN+ACK）。
      • DPDK相關：在DPDK中，構造SYN包需設置tcp_flags中的SYN位，并初始化序列號。

  6. FIN（Finish, 結束標志）

    • 名稱由來：表示發送端已完成數據發送，請求關閉連接。“Finish”反映了其終止連接的含義。
    • 用法：
      • 當FIN=1時，表示發送端無更多數據要發送，請求關閉連接。
      • 用于四次揮手中的第一步和第三步，完成連接的正常關閉。
      • DPDK相關：在DPDK中，需處理FIN標志以管理連接關閉流程。

3. DPDK中的TCP頭部處理

在DPDK開發中，TCP頭部的解析和構造是常見操作，以下是相關要點：

  • 頭部解析：通過rte_mbuf訪問數據包，使用struct rte_tcp_hdr結構解析TCP頭部字段。例如：
    struct rte_tcp_hdr *tcp_hdr = rte_pktmbuf_mtod_offset(mbuf, struct rte_tcp_hdr *, ip_hdr_len);
uint8_t tcp_flags = tcp_hdr->tcp_flags; // 獲取標志位
  • 標志位操作：DPDK提供了宏（如RTE_TCP_SYN_FLAG、RTE_TCP_ACK_FLAG）來檢查或設置標志位。例如：
    if (tcp_hdr->tcp_flags & RTE_TCP_SYN_FLAG) {// 處理SYN包
}
  • 校驗和處理：可使用rte_ipv4_udptcp_cksum計算校驗和，或啟用網卡硬件卸載（PKT_TX_TCP_CKSUM）。
  • 選項處理：根據data_off字段（右移4位得到頭部長度）解析選項字段，需注意字節對齊。

4. 總結

  • TCP頭部結構：共20字節（無選項），包括源/目的端口、序列號、確認號、數據偏移、標志位、窗口大小、校驗和、緊急指針等字段。
  • 標志位由來與用法：
    • URG：緊急數據，優先處理（少用）。
    • ACK：確認接收，驅動可靠傳輸。
    • PSH：推送數據，加快交付。
    • RST：重置連接，處理異常。
    • SYN：同步序列號，建立連接。
    • FIN：結束連接，正常關閉。
  • DPDK相關：在DPDK中，需解析/構造TCP頭部，處理標志位以實現連接管理，結合硬件卸載優化性能。

值得注意的是：
在 TCP 的三次握手過程中，第二次握手（即服務端回復 SYN+ACK 報文）中的 ACK 通常會是對方初始序列號加 1。原因是，TCP 協議中 SYN 和 FIN 這類控制位雖然不攜帶有效數據，但它們本身會占用一個序列號位置，也就是說 SYN 報文等價于“長度為 1 的虛擬數據”。

因此，客戶端第一次發送的 SYN 報文中若使用初始序列號 x，服務端在回復 ACK 時就必須設置為 x+1，表示已經“收到”了這個 SYN。

相反，在正常的數據通信過程中，一個不攜帶任何數據的 ACK 報文（例如僅用于確認收到某段數據）不會額外消耗序列號。它只是對前面數據的確認，因此 ACK 值不會額外加 1，除非前一個報文中確實包含了數據或 FIN、SYN 這類控制位。

所以，并不是“ACK 就一定要 +1”，而是“如果前一個報文包含了 SYN、FIN 或數據，就要按其長度加 1 或加對應長度”。三次握手中之所以出現 +1，只是因為 SYN 報文本身占了一個序號位置。這個現象容易被誤解為“ACK 報文默認要加 1”，實質上是對 TCP 序列號含義的不準確理解。

本文來自互聯網用戶投稿，該文觀點僅代表作者本人，不代表本站立場。本站僅提供信息存儲空間服務，不擁有所有權，不承擔相關法律責任。
如若轉載，請注明出處：http://www.pswp.cn/pingmian/91870.shtml
繁體地址，請注明出處：http://hk.pswp.cn/pingmian/91870.shtml
英文地址，請注明出處：http://en.pswp.cn/pingmian/91870.shtml

如若內容造成侵權/違法違規/事實不符，請聯系多彩編程網進行投訴反饋email:809451989@qq.com，一經查實，立即刪除！

相關文章

開源在線客服系統Chatwoot配置文件

開源在線客服系統Chatwoot配置文件

參考： https://developers.chatwoot.com/self-hosted/deployment/dockerhttps://developers.chatwoot.com/self-hosted/deployment/docker 1、.env 配置文件 # Learn about the various environment variables at # https://www.chatwoot.com/docs/self-hosted/co…
閱讀更多...
PHP進階語法詳解：命名空間、類型轉換與文件操作

PHP進階語法詳解：命名空間、類型轉換與文件操作

掌握了PHP面向對象編程的基礎后，就可以深入學習命名空間、類型轉換、文檔注釋、序列化以及文件操作等重要概念。 1、命名空間（Namespace） 命名空間是PHP 5.3引入的重要特性，它解決了類名、函數名和常量名沖突的問題，使…
閱讀更多...
Webpack 搭建 Vue3 腳手架詳細步驟

Webpack 搭建 Vue3 腳手架詳細步驟

創建一個新的 Vue 項目 1）初始化項目目錄 新建一個文件夾，或者使用以下指令 mkdir webpack-vue_demo cd webpack-vue_demo2）初始化 npm 項目 npm init -y3）安裝 vue 和 webpack 相關依賴 npm install vue vue-loader vue-template…
閱讀更多...
【Git 誤操作恢復指南】

【Git 誤操作恢復指南】

Git 誤操作恢復指南 適用場景：git reset --hard 誤操作后的緊急恢復 風險等級：🔴 高風險 - 可能導致代碼丟失 恢復成功率：95%（CI/CD 環境下） 🚨 緊急情況概述 問題描述 在項目開發過程中&am…
閱讀更多...
Go語言 逃 逸 分 析

Go語言 逃 逸 分 析

逃逸分析是什么 逃逸分析是編譯器用于決定變量分配到堆上還是棧上的一種行為。一個變量是在堆上分配，還是在棧上分配，是經過編譯器的逃逸分析之后得出的“結論”。Go 語言里編譯器的逃逸分析：它是編譯器執行靜態代碼分析后&#xff0c…
閱讀更多...
LeetCode算法日記 - Day 1: 移動零、復寫零

LeetCode算法日記 - Day 1: 移動零、復寫零

目錄 1. 移動零 1.1 思路解析 1.2 代碼實現 2. 復寫零 2.1 思路解析 2.2 代碼實現 1. 移動零 283. 移動零 - 力扣（LeetCode） 給定一個數組 nums，編寫一個函數將所有 0 移動到數組的末尾，同時保持非零元素的相對順序。 請…
閱讀更多...
Odoo：免費開源的醫療器械行業解決方案

Odoo：免費開源的醫療器械行業解決方案

開源智造Odoo專家團隊深知，作為醫療器械制造商，您的成功取決于制造卓越產品的能力。您必須遵循嚴密控制的流程，開發和制造出達到最嚴格質量標準的產品。“開源智造Odoo醫療器械行業解決方案”是為醫療器械制造商設計的全球企業資源規劃(ERP)軟…
閱讀更多...
Redis鍵值對中值的數據結構

Redis鍵值對中值的數據結構

前言 前面我們已經介紹了Redis的鍵值對存儲管理的底層數據結構。如果不清楚的同志可以看我前面的博客 Redis數據庫存儲鍵值對的底層原理-CSDN博客 下面,我們來看一下Redis鍵值對中值的數據結構有那些叭 Redis常見的5種數據類型 string …
閱讀更多...
MySQL自動化安裝工具-mysqldeploy

MySQL自動化安裝工具-mysqldeploy

功能 可在linux系統上安裝 mysql5.5/5.6/5.7/8.0/8.4 版本的 MySQL，可以初始化多實例 MySQL。 碼云: https://gitee.com/hh688/mysqldeploy guithub: https://github.com/hhkens/mysqldeploy 限制 僅在 centos7 環境進行測試，后期可能支持更多系統。 此程…
閱讀更多...
簡要探討大型語言模型（LLMs）的發展歷史

簡要探討大型語言模型（LLMs）的發展歷史

關注大型語言模型（LLMs） 簡要探討語言模型的發展歷史 理解Transformer架構的基本元素和注意力機制 了解不同類型的微調方法 語言模型的大小之分 在語言模型領域，“小”和“大”是相對概念。幾年前還被視為“巨大”的模型，如今已被認為相當小。該領域發展迅猛，從參數規模為…
閱讀更多...
Java試題-選擇題（2）

Java試題-選擇題（2）

Java試題-選擇題（2） 題目 下列語句創建對象的總個數是: String s=“a”+“b”+"c”+“d”+"e” A.4 B.2 C.3 D.1 關于下面的程序段的說法正確的是（）？ File file1=new File(“e:\xxx\yyy\zzz");file1.mkdir(); A.如目錄e:\xxx\yyy\不存在,程序會拋出FileN…
閱讀更多...
揭秘動態測試：軟件質量的實戰防線

揭秘動態測試：軟件質量的實戰防線

動態測試概述（擴展版） 目錄 動態測試概述（擴展版） 一、動態測試的定義與重要性 ? 二、動態測試類型 🔍 （一）功能測試 🧩 （二）非功能測試 &#x1f4ca…
閱讀更多...
機器學習①【機器學習的定義以及核心思想、數據集：機器學習的“燃料”（組成和獲取）】

機器學習①【機器學習的定義以及核心思想、數據集：機器學習的“燃料”（組成和獲取）】

文章目錄先言一、什么是機器學習1.機器學習的定義以及核心思想2.機器學習的四大類型2.1監督學習（Supervised Learning）2.2半監督學習（Midsupervised Learning）2.3無監督學習（Unsupervised Learning）2.4強化…
閱讀更多...
GaussDB 數據庫架構師(十二) 資源規劃

GaussDB 數據庫架構師(十二) 資源規劃

1 硬件和軟件要求 1）硬件配置示例 硬件配置示例設備類型 設備型號 數量 備注 計算節點 CPU： 2*64 Cores，Kunpeng 920 內存：32*32GB 系統盤：2*960GB SATA SSD 數據盤：24*960GB SATA SSD RAID卡&#x…
閱讀更多...
Linux系統文件與目錄內容檢索（Day.2）

Linux系統文件與目錄內容檢索（Day.2）

一、文件和目錄內容檢索處理命令1、uniq去重語法uniq [options] [input_file [output_file]]選項選項作用-c進行計數，并刪除文件中重復出現的行-d僅顯示連續的重復行-u僅顯示出現一次的行-i忽略大小寫案例1、刪除輸入文件中的重復行sort input.txt | uniq2、僅顯示重…
閱讀更多...
如何選擇一個容易被搜索引擎發現的域名？

如何選擇一個容易被搜索引擎發現的域名？

在這個數字化時代，域名不僅是企業線上身份的標識，更是影響網站搜索曝光率的關鍵因素。一個精心挑選的域名能為品牌帶來更多自然流量，下面我們就來探討幾個實用技巧。一、簡潔易記是王道好域名首先要讓人過目不忘。想象一下，當用戶…
閱讀更多...
樹形DP進階：結合dfn序的線性化樹問題求解技巧

樹形DP進階：結合dfn序的線性化樹問題求解技巧

樹形DP進階：結合dfn序的線性化樹問題求解技巧一、dfn序與樹的線性化1.1 dfn序的基本概念1.2 樹形DP結合dfn序的優勢二、核心應用：子樹區間的DP優化2.1 子樹權值和的快速查詢與更新問題描述結合dfn序的解法代碼實現（前綴和版本）優化…
閱讀更多...
九、Maven入門學習記錄

九、Maven入門學習記錄

Maven介紹Maven作用統一項目結構Maven安裝（注意配置阿里云私服時url要跟換成最新的）IDEA創建Meavn項目Maven坐標介紹IDEA導入Maven項目依賴配置依賴傳遞依賴傳遞-排除依賴依賴范圍生命周期生命周期-執行特定生命周期生命周期-總結
閱讀更多...
中標喜訊 | 安暢檢測再下一城！斬獲重慶供水調度測試項目

中標喜訊 | 安暢檢測再下一城！斬獲重慶供水調度測試項目

安暢檢測在第三方檢測領域持續深耕，再傳捷報！公司于2025年7月30日正式收到中標通知，成功拿下重慶水資源產業股份有限公司 “重慶西部科學城多水廠分區分壓供水優化調度研究項目（軟件測試標段）”。 此次中標不僅是市場…
閱讀更多...
銀河麒麟V10一鍵安裝DM8的腳本及高階運維SQL分享

銀河麒麟V10一鍵安裝DM8的腳本及高階運維SQL分享

介質下載地址名稱網址銀河麒麟高級服務器操作系統V10（SP3）用戶手冊https://www.kylinos.cn/support/document/60.htmlDM8 安裝手冊https://eco.dameng.com/document/dm/zh-cn/pm/install-uninstall.htmlDM 數據庫安裝（Linux安裝）h…
閱讀更多...
最新文章

Copyright @ 2022~2023