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TCP/IP協議是一個比較複雜的協議集，有很多專業書籍介紹。在此，我僅介紹其與編程密切相關的部分：以太網上TCP/IP協議的分層結構及其報文格式。我們知道TCP/IP協議採用分層結構，其分層模型及協議如下表：
| 應 用 層 (Application) |
HTTP、Telnet、FTP、SMTP、SNMP |
| 傳 輸 層 (Transport) |
TCP、UDP |
| 網 間 網層 (Internet) |
IP【ARP、RARP、ICMP】 |
| 網絡接口層 (Network) |
Ethernet、X.25、SLIP、PPP |
協議採用分層結構，因此，數據報文也採用分層封裝的方法。下面以應用最廣泛的以太網爲例說明其數據報文分層封裝，如下圖所示：
任何通訊協議都有獨特的報文格式，TCP/IP協議也不例外。對於通訊協議編程，我們首先要清楚其報文格式。由於TCP/IP協議採用分層模型，各層都有專用的報頭，以下就簡單介紹以太網下TCP/IP各層報文格式。
以太網幀格式如下圖：
8字節的前導用於幀同步，CRC域用於幀校驗。這些用戶不必關心其由網卡芯片自動添加。目的地址和源地址是指網卡的物理地址，即MAC地址，具有唯一性。幀類型或協議類型是指數據包的高級協議，如 0x0806表示ARP協議，0x0800表示IP協議等。
ARP/RARP（地址解析/反向地址解析）報文格式如下圖：
“硬件類型”域指發送者本機網絡接口類型（值“1”代表以太網）。“協議類型”域指發送者所提供/請求的高級協議地址類型（“0x0800”代表IP協議）。“操作”域指出本報文的類型（“1”爲ARP請求，“2”爲ARP響應，“3”爲RARP請求，“4”爲RARP響應）。
IP數據報頭格式如下圖：
我們用單片機實現TCP/IP協議要作一些簡化，不考慮數據分片和優先權。因此，在此我們不討論服務類型和標誌偏移域，只需填“0” 即可。協議“版本”爲4，“頭長度”單位爲32Bit，“總長度”以字節爲單位，表示整個IP數據報長度。“標識”是數據包的ID號，用於識別不同的IP數據包。“生存時間” TTL是個數量及的概念，防止無用數據包一直存在網絡中。一般每經過路由器時減一，因此通過TTL 可以算出數據包到達目的地所經過的路由器個數。“協議”域表示創建該數據包的高級協議類型。如 1表示ICMP協議，6表示TCP協議，17表示 UDP協議等。IP數據包爲簡化數據轉發時間，僅採用頭校驗的方法，數據正確性由高層協議保證。
ICMP（網間網控制報文協議）協議應用廣泛。在此僅給出最常見的迴應請求與應答報文格式，用戶命令ping便是利用此報文來測試信宿機的可到達性。報文格式如下圖所示：
類型0 爲迴應應答報文，8 爲迴應請求報文。整個數據包均參與檢驗。注意ICMP封裝在IP數據包裏傳送。
UDP報文格式如下圖：
TCP報文格式如下圖：
TCP 是面向連接的可靠數據傳輸協議，因此比較複雜，在此僅作簡單介紹。“序號”指數據在發送端數據流中的位置。“確認號”指出本機希望下一個接收的字節的序號。與IP校驗不同的是TCP，UDP校驗採用僞頭標加整個報文一同校驗的方法。TCP協議工作原理另行介紹。