目录

网络层的功能

IP数据包格式

ICMP协议介绍

ICMP协议的封装

Ping命令

ARP协议

ARP工作原理

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网络层的功能

• 定义了基于IP协议的逻辑地址

• 连接不同的媒介类型

• 选择数据通过网络的最佳路径

IP数据包格式

协议字段

IP数据包格式（分为20字节的固定部分，表示每个IP数据包必须包含的部分，和40字节的可变长部分）

版本号（4bit）：指IP协议版本。并且通信双方使用的版本必须一致，目前我们使用的是IPv4，表示为0100

首部长度（4）：IP数据包的包头长度

优先级与服务类型（8）：该字段用于表示数据包的优先级和服务类型。通过在数据包中划分一定的优先级，用于实现QoS（服务质量）的要求。

总长度（16）：IP数据包的总长度，最长为65535字节，包括包头和数据。

标识符（16）：该字段用于表示IP数据包的标识符。当IP对上层数据进行分片时，它将给所有的分片分配一组编号，然后将这些编号放入标识符字段中，保证分片不会被错误的重组。标识符字段用于标志一个数据包，以便接收节点可以重组被分片的数据包。

标志（3）：和标识符一起传递，指示不可以被分片或者最后一个分片是否发出

段偏移量（13）：在一个分片序列中如何将各分片连接起来，按什么顺序连接起来。

TTL生命周期（8）：可以防止一个数据包在网络中无限循环的转发下去，每经过一个路由器-1，当TTL的值为0时，该数据包将被丢弃

协议号（8）：封装的上层哪个协议，ICMP：1 TCP：6 UDP:17

首部校验和（16）：这个字段只检验数据报的首部，不包括数据部分。这是因为数据报每经过一次路由器，都要重新计算一下

（因为，一些字段如何生存时间、标志、片偏移等可能发生变化）

源地址（32）：源ip地址，表示发送端的IP地址

目标地址（32）：目标ip地址，表示接收端的IP地址

可选项：选项字段根据实际情况可变长，可以和IP一起使用的选项有多个。例如，可以输入创建该数据包的时间等。在可选项之后，就是上层数据

注：根据实际情况可变长，例如创建时间等 上层数据

ICMP协议介绍

ICMP是一个“错误侦测与回馈机制”

通过IP数据包封装的

用来发送错误和控制消息

ICMP协议的封装

ICMP协议属于网络层协议

ICMP数据的封装过程

Ping命令

ping命令的基本格式为

C：>ping [–t] [-l 字节数] [-a] [-i] IP_Address| target_name

ping命令的返回信息

ping命令的用法：结合具体在什么场景

-t 在window操作系统中，默认情况下发送4个ping包，如果在ping命令后面加上参数“-t”，系统将会一直不停地ping下去

-a 显示主机名

-l 一般情况下，ping包的大小为32字节，有时为了检测大数据包的情况，可以使用参数改变ping包的大小

#在Linux系统下为-s

-n 指定发送包的个数

-S 指定IP去ping （S大写）

windows:

tracert命令：

在命令行中输入“tracert”并在后面加入一个地址，可以查询从本机到该IP地址所在的电脑要经过的路由器极其IP地址

Linux：traceroute IP/域名

ARP协议

ARP协议介绍

ARP协议是地址解析协议(Address Resolution Protocol)是通过解析IP地址得到MAC地址的，是一个在网络协议包中极其重要的网络传输协议，它与网卡有着极其密切的关系，在TCP/IP分层结构中，把ARP划分为网络层，为什么呢，因为在网络层看来，源主机与目标主机是通过IP地址进行识别的，而所有的数据传输又依赖网卡底层硬件，即链路层，那么就需要将这些IP地址转换为链路层可以识别的东西，在所有的链路中都有着自己的一套寻址机制，如在以太网中使用MAC地址进行寻址，以标识不同的主机，那么就需要有一个协议将IP地址转换为MAC地址，由此就出现了ARP协议，所有ARP协议在网络层被应用，它是网络层与链路层连接的重要枢纽，每当有一个数据要发送的时候都需要在通过ARP协议将IP地址转换成MAC地址，在IP层及其以上的层次看来，他们只标识IP地址，从不跟硬件打交道

ARP协议概述

局域网中主机的通信

IP地址于MAC地址

什么是ARP协议

Address Resolution Protocol，地址解析协议

将一个已知的IP地址解析成MAC地址

ARP协议如何工作的

为了实现IP地址与iNAc地址的查询与转换，ARR协议引入了ARP缓存表的概念，每台主机或路由器在维护着一个ARP缓存表（ARP table)，这个表包含IP地址到MAC地址的映射关系，表中记录了<IP地址，MAC地址>对应，我称之为ARP表项，主机最近运行时获得关于其他主机的IP地址到MAC地址的映射，当需要发送数据的时候，主机就会根据数据报中的目标IP地址信息，然后在ARP缓存表中进行查找对应的MAC地址，最后通过网卡将数据发送出去。ARP缓存表包含一个寿命值（TTL，也称作生存时间)，它将记录每个ARP表项的生存时间，生存时间到了就会从缓存表中删除 。从一个表项放置到AR缓存表中开始，一个表项通常的生存时间一般是10分钟吗，当然，这些生存时间是可以任意设置的，我们一般使用默认即可。

ARP工作原理

假如有两台主机需要互相通信

APR解析

1、PC1想发送数据给PC2，会先检查自己的ARP缓存表

2、如果发现要查找的MAC地址不在表中，就会发送一个ARP请求广播，用于发现目的地的MAC地址

ARP请求消息中包括PC1的IP地址和MAC地址以及PC2的IP地址和目标MAC地址（此时为广播MAC地址FF-FF-FF-FF-FF）

3、交换机收到广播后做泛洪处理，除PC1外所有主机收到ARP请求消息，PC2以单播方式发送ARP应答

并在自己的ARP表中缓存PC1的IP地址和MAC地址的对应关系，而其他主机则丢弃这个ARP请求消息

4、PC1在自己的ARP表中添加PC2的IP地址的对应关系，以单播方式于PC2通信

windows当中如何查看ARP缓存表（静态IP和动态IP）

arp -a 查看arp缓存表

arp -d [IP] 删除arp缓存表

arp -s IP MAC 删除arp静态绑定

ARP攻击原理

欺骗其他所有计算机

欺骗被攻击计算机