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IP协议是网络层的核心协议，为上层的传输层提供无连接、无状态、不可靠的服务。其优点在于简单且高效，但由于无状态的特点，容易出现重复和乱序等问题。为了确保数据的可靠传输，传输层的TCP协议通过三次握手、四次挥手机制等方式提供可靠性保证。
TCP协议是面向连接的协议，通过以下几个机制确保数据传输的可靠性：
三次握手：建立连接时，双方通过交换SYN和ACK报文进行三次握手，确保连接的建立。 四次挥手：断开连接时，双方通过FIN和ACK报文进行四次握手，确保数据的完整发送。 流量控制：通过窗口大小字段，发送方根据接收方的反馈控制数据传输量，避免数据过载。 拥塞控制：通过算法检测网络拥塞，调整发送速率，减少数据丢失。 超时重传：如果发送方在一定时间内未收到确认报文，会重传数据以确保传输成功。 确认报文：接收方会发送确认报文告知发送方数据是否正确接收。 IP数据包头部通常包含以下字段：
- 4位版本：表示IP协议版本，通常为4或6。
- 4位首部长度：表示IP头部的长度，以4字节为单位，最大值为60字节。
- 8位服务类型：包含优先权、吞吐量、可靠性等字段。
- 16位总长度：表示整个IP数据包的长度。
- 16位标识：系统边发送边赋值。
- 3位标志：包括保留区、禁止分片和更多分片标志。
- 13位片偏移：表示分片的位置。
- 8位生存时间：表示数据包到达目的网络前的最大跳数。
- 8位协议：区分上层协议如TCP和UDP。
- 16位首部校验和：用于校验头部是否损坏。
- 32位源IP地址：发送方的IP地址。
- 32位目的IP地址：接收方的IP地址。
TCP头部字段包括：
- 16位源端口号：发送方的端口号。
- 16位目的端口号：接收方的端口号。
- 4位头部长度：表示TCP头部的大小。
- 32位序列号：确保数据有序传输。
- 32位确认号：确认接收方接收到的数据。
- 6位保留：留空以供未来扩展。
- URG、ACK、PSH、SYN、FIN：控制字母位用于各种特殊情况。
- 16位窗口大小：流量控制手段。
- 16位校验和：确保数据完整性。
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