网络层协议介绍

1.网路层的功能

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。

2.网络层（三层）进行逻辑地址（IP地址）寻址和路由选择**

*（1）IP数据包格式
IP头部的组成：源IP地址 ； *目的IP地址 ； *IP版本(IPv4|IPv6) ； *IP头部长度(最短20字节，可根据可选项变长) ； *TTL(每经过一个路由器TTL减1，为0时会被丢弃) ； *协议号(UDP为17 TCP为6) ； 优先级与服务质量 ； 总长度(包含IP头部和上层数据) ； 标识符 ； 标志 ； 段偏移量 ； 头部校验和 ； 可选项

（2）ICMP协议（Internet控制报文协议）
ICMP：工作在网络层；是一个错误侦测与回馈机制；通过IP数据包封装的；发送心跳消息来探测节点间的网络连通信。

注：心跳消息组合：ping请求 pong响应

基于 ICMP 协议实现的命令工具有哪些？ ping tracert/traceroute mtr
ping命令使用方法：ping 的选项：
windows -t -a -l -n -S -h
linux     -i -s -c -I -h

3.广播与广播域

（1）广播：将广播地址做为目的地址的数据帧
（2）广播域：网络中能接收到同一个广播的所有节点的集合
（3）广播地址为FF-FF-FF-FF

4.ARP协议概述

（1）局域网中主机的通信：IP地址与MAC地址
（2）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

（3）*ARP工作原理

1）PC1发送数据给PC2前，会先查询本地的ARP缓存表有没有目标主机的IP与MAC的记录，如果有则直接单播通信
2）如果ARP缓存表没有相关记录，则会通过广播的方式发送ARP请求消息（此时ARP请求消息的目的MAC地址为广播地址FF-FF-FF-FF-FF-FF）
3）交换机收到ARP请求消息后会进行广播泛洪，只要拥有对应IP的主机会接收ARP请求消息，其它主机则会丢弃
4）目标主机会先根据ARP消息将源主机的IP与MAC地址记录到自己的ARP缓存表中，再通过单播的方式回复ARP应答消息，交换机会根据MAC地址表进行转发给源主机
5）PC1收到ARP应答消息后，会将PC2的IP与MAC地址记录到ARP缓存表中，此后即可通过单播发送数据给PC2