ip协议

阅读目录(Content)

• 1.IP数据包格式
• 2.ICMP协议
• 3.冲突域
• 4.广播域
• 5.arp协议

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1.IP数据包格式

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2.ICMP协议

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3.冲突域

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4.广播域

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5.arp协议

 

 

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，就是ip地址

• 连接不同的媒介类型

• 选择数据通过网络的最佳路径，完成逻辑地址寻址

数据封装的时候在网络层会封装ip地址的头部，形成ip数据包 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

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 十进制 是4

• 首部长度（4）：IP数据包的包头长度（不包括数据）

• 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，服务类型定义了如何处理数据一般没有使用

• 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，它将给所有的分片数据分配一组编号，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）：一个数据包需要分片，指明这个分片举例原始数据开始的位置，作用重组数据

• TTL（time to live）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。这是因为数据报每经过一次路由器，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

  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

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。

icmp作用：

检测网络的双向联通性

 

3.冲突域

冲突域是一个以太网术语，指的是这样一种网络情形，即网段上的一台设备发送分组时，该物理网段上的其他所有设备都必须债昕它。这很糟糕，因为如果同一个物理网段中的两台设备同时传输数据，将发生冲突(即两台设备的数字信号将在线路上相互干扰)，导致设备必须在以后重传数据。冲突对网络性能有严重的负面影响，因此绝对要避免冲突。前面描述的情形通常出现在集线器环境中，在这种环境中，所有主机都连接到一个集线器，它们组成一个冲突域和一个广播域。这令人想到了第 章讨论过的问题:什么是广播域?

总结：

冲突域：两台设备同时发送消息时，互相干扰，那他们就处于同一个冲突域

 

4.广播域

广播域的书面定义如下:广播域指的是网段中的一组设备，它们侦昕在该网段上发送的所有广播。广播域的边界通常为诸如交换机和路由器等物理介质，但广播域也可能是一个逻辑网段，其中每台主机都可通过数据链路层(硬件地址)广播访问其他所有主机。介绍广播域的基本概念后，下面来看看半双工以太网使用的一种冲突检测机制。

总结：

广播域：一台机器发送广播，能收到消息的机器 都是在同一广播域

交换机的所有端口默认在同一个广播域里，

路由器的 每一个端口都是一个独立的 广播域

 

5.arp协议

作用：将ip地址转换成mac地址，检测地址冲突：

 PC1想和PC2通信需要知道PC2的mac地址，需要ARP协议

 

ARP协议工作过程:
1. PC1首先查看本机的ARP缓存表，如果有就直接发送。
2.如果没有就会发送广播，询问，谁有192.168.1.2mac地址
3.同一网段的所有机器都会收到广播，只有PC2会回复(因为是发给PC2的)其余PC丢弃。
4. PC1会收到PC2的回复数据包里面会携带PC2的MAC地址通过ARP协议知道mac地址后，进行数据帧的封装

(交换机)
1.PC1会发送数据帧给交换机
2.交换机收到PC1发送的数据帧，查找mac地址表
3.如果有对应的mac地址直接转发
4.没有就广播
5.pc2会回复自己的mac地址给交换机，形成mac地址表
6.下次就以单播的形式，进行通讯