网络层协议介绍
目录
1.IP数据包格式
2.ICMP协议介绍
3.ARP协议介绍
4.ARP攻击原理
总结
1.IP数据包格式
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
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):和标志符一起传递,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文的首部,不包括数据部分。这是因为数据报文没经过一次路由器,都要重新计算一下首部校验验和(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,发送端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
2.ICMP协议介绍
ICMP协议
ICMP是一个“错误侦测与回馈机制”
通过IP数据包装的
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
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ICMP头部 |
ICMP数据 |
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IP头部 |
上层数据(ICMP报文) |
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帧头部 |
上层数据 |
帧尾部 |
ICMP报文有两种类型:差错报告报文和查询报文
Ping命令
“-t” 在Windows 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
Ctrl+C可以中断命令
-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通过情况,可以使用参数改变ping 包的大小
输入100 字节就变成100了如上图
- S指定源IP去ping
-n指定发送包的个数
WIN:
tracert命令:在命令行中输入"tracert”并在后面加入--个IP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及其IP地址
Linux:traceroute IP/域名
(补充)如果在其中一个不往下走 就是网工的责任
3.ARP协议介绍
ARP协议概述
局域网中主机的通信
IP地址与MAC地址
arp协议
什么是arp协议
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--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--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
5 arp协议如何工作的
为了实现IP地址与MAC地址的查询与转换,ARP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,我称之为ARP表项,如我们前面那张图所展示的一样,他们是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-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ARP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协议
IP地址解析为MAC地址
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。
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FE-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。(两分钟不联系会自动断开)
4.ARP攻击原理
欺骗其他所有计算机
欺骗被攻击计算机
ARP攻击发送的是ARP应答,但是ARP应答中的MAC地址为虚假地址,所以在其他主机想要进行通信时,会将目的MAC地址设置成此虚假MAC地址导致无法正常通信。
例如如果希望被攻击无法访问互联网,就需要对网关发送或被攻击主机发送虚假ARP应答。当网关接收到虚假的ARP条目后,如果网关再发生数据给PC时,就会发送到虚假的MAC地址导致通信故障。
此处可以举例说明,例如张三要给李四打电话,他首先要知道李四的电话号码,这时有人告诉他李四的电话号码是12345678(不存在的号码),于是张三就把电话打到12345678,这样就无法找到李四。
ARP欺骗的原理和ARP攻击基本相同,但效果不一样。ARP攻击最终的结果是导致网络中断,而ARP欺骗的最终结果是使得流量通过自身达到监控或控制的目的。
利用ARP欺骗管理网络
通过长角牛网络监控机软件管理网络
设置监控范围
进行网络管理
验证效果
总结
IP数据包格式重点理解各字段的含义
版本号 首部长度 优先级与服务类型 总长度 标志符 标志 段偏移量 TTL(生命周期) 协议号 首部校验和 源地址 目的地址 可选项 数据
ICMP用来发送错误和控制信息
ARP协议用于实现IP到MAC 地址的解析
ARP协议通过广播查询目标主机MAC地址
ARP攻击是通过伪造ARP应答进行欺骗攻击