网络层协议协议介绍

一、网络层的功能

1、定义了基于IP协议的逻辑地址

2、连接不同的媒介类型

3、选择数据通过网络的最佳路径

二、IP数据包的格式

2.1 协议字段

版本：指IP协议版本，我们目前使用的就是IPv4，表示为0100

首部长度：IP数据包的包头长度

优先级与服务类型：该字段用于表示数据包的优先级和服务类型。通过数据包中划分一定的优先级，用于实现，QoS（服务质量）的要求。注：定义IP数据包是否优先传送。比方说双11，淘宝肯定优先推送热销产品，例如衣服，而冷门的东西如铁铲，就会降低优先级，主要因为当天访问量太大。

总长度：定义IP数据包的总长度，最长为65535字节，包括包头和数据。

标识符：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：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：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：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：封装上层哪个协议，ICMP:1 TCP：6 UDP：17

首部校验和：这个字段只检验数据的首部，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

源地址：源IP地址，表示发送端的IP地址

目标地址：目标IP地址，表示收端的IP地址

可选项：选项字段根据实际情况课变长，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。

三、ICMP协议(internet控制报文协议)

3.1icmp协议

CMP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

3.2ICMP协议的封装

ICMP协议属于网络层协议

ICMP数据的封装

3.3 Ping命令的用法

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

-s指定源IP去ping -i

四、ARP协议介绍

4.1什么是ARP协议

将一个已知的IP地址解析成MAC地址

4.2ARP协议的作用

数据传输从网络层到数据链路层的封装过程中，由于数据链路层只能识别MAC地址，就需要ARP协议将IP地址解析为MAC地址，从而保障数据的正常传输

4.3ARP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MA地址

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以及单播方式发送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。

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。