网络层协议介绍
一.IP数据包格式
- 网络层的功能
- IP数据包格式
二.ICMP协议介绍
- ICMP协议
- Ping命令
- ICMP协议的封装
三ARP协议介绍
- ARP协议介绍
- ARP工作原理
一.IP数据格式
- 网络层的功能
连接不同的媒介类型
2.IP数据包格式
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地重组。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(完整)
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 0-255
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。这是因为数据报美经过一次路由器，都要重新计算一下首部校验和（因为，一些字段如生存时间、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
数据
二.ICMP协议介绍
- ICMP协议
Internet控制消息协议ICMP (Internet Control Message Protocol)是IP协议的辅助协议
ICMP协议用来在网络设备间传递各种差错和控制信息，对于收集各种网络信息、诊断和排除各种网络故障等方面起着至关重要的作用。
功能：Ping Ping是网络设备、Windows、Unix和Linux平台上的一个命令，其实是一个小巧而实用的应用程序，该应用基于ICMP协议。 Ping常用于探测到达目的节点的网络可达性。
2.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
3.ICMP协议的封装
ICMP的协议属于网络层协议
ICMP数据的封装过程
三ARP协议介绍
- ARP协议介绍
IP地址属于网络层，但ip地址在传输的时候需要跨越不同的物理网络进行交换，此时如果一台主机要将一个帧发送到另一台主机，光知道其ip地址是不够的，还需要知道其有效的“硬件地址”。
ARP（地址解析协议）就提供了一种在32位IPv4地址和以太网的48位MAC地址（硬件地址）之间的映射。
ARP提供的是网络层地址到相关硬件地址的“动态映射”，即：会自动执行和随时间变化，而不需要系统管理员的配置。（如一台一台主机改变了它的网卡后（mac地址改变），ARP可以在一定延时后继续正常工作）
2.ARP工作原理
1.PC1想发送数据给PC2， 会先检查自己的ARP缓存表。 只在终端设备上
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地址和目的MAC地址(此时为广播MAC地址FF-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地址和MAC地址的对应关系，以单播方式与PC2通信
