网络层的各层协议

• 目录

  一、IP数据包格式

  二、Icmp协议介绍

  2.1  ICMP协议

  2.2  ICMP协议的封装

  三．ARP协议介绍

  3.1     什么是ARP协议

  3.2   ping命令

  3.3   TRACERRT命令

  3.4ARP协议工作原理

  四、ARP攻击原理

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  一、IP数据包格式

 

协议字段

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比必须一致，目前我们使用的是IPv4

表示位为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，它将给所有的分片一组编号，然后将这些标号放入标识字段中，保证分片不会被错误地重组。标识符字段用于标识一个数据包，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（8）封装的上层那个协议，ICMP：1  TCP：6UDP   17

首部校验和 （16)这个字段只检验数据的首部，不包括数据部分。这是因为数据包没经过一次路由器，都要重新计算一下啊首部校验和（因为，一些字段如生存时间标志，片遍移等可能发生变化

源地址（32）源 IP地址，表示发送端的IP地址

目标地址（32）目标地址，表示接受端的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 就是上层根据实际情况可变长，例如创建时间等。

二、Icmp协议介绍

 

2.1  ICMP协议

2.2  ICMP协议的封装

 

三．ARP协议介绍

3.1     什么是ARP协议

局域网中主机的通讯，将一个已知的Ip解析为MAC地址

3.2   ping命令

有了ip地址以后我们如何判断和对方的连通性?通常使用ping命令去ping网络上的一个ip地址，那么ping命令使用的协议是icmp协议ICMP协议功能

作为网络管理员，必须知道网络设备之间的连接状况，因此就需要有一种机制来侦测或通知网络设备之间可能发生的各种各样的情况，这就是 ICNP 协议的作用。ICMP 协议（Internet Ccntrol Message Protoco1）的全称是"Internet 控制消息协议"，主要用于在I 网络中发送控制消息，提供可能发生在通信环境中的各种问题的反馈。通过这些反馈信息管理员就可以对所发生的问题做出判断，然后采取适当的措施去解决。

工CMP报.文有两种类型∶差错报告报文和查询报文。

哪里使用到了ICMP协议--ping命令和traceroute/tracert（windowg使用）命令在检查网络连通性时，ping 命令是用得最多的当我们 ping一台主机时，本地计算机发出的就是一个典型的 ICKEP 数据包，用来测试两台主机是否能够顺顶利连通。ping 命令能够检测两台设备之间的双向连通性，即数据包能够刹达对端，并能够返回ping不通的几种情况

1. 当主机有一个默认网关时，如果他ping其他网段的地址，到不了的话，显示的是rsguettissut（此时对他把icp包发给网关，至干后面的本他前不管，如果没有仅可应，就显元rsrue=ttime-ut

1. 当一个主机没有默认网关时或者配置了网关但是和网关不通时，如果他ping其他网段的地址，显示的是Destination host unreacihable（此时他发送arp请求包请求网关的mac地址》

1. 当一个路由器ping他路由表中没有的地址时，显示的是requesttimeout（此时不发任何包）

1. 当路由器ping一个路由表中存在地址时，如果没有回应，则显示的也是 reuqest timeout （此时发送arp请求包，请求目标ip的mac地址）ping命令的用法∶结合具体在什么场景使用什么选项。

PING-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

PING-A:显示主机名

PING-1一般情况下，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1inux 系统下为PING- N指定发送包的个数

PING-S 指定源IP去ping

3.3   TRACERRT命令

WIN:Tracert命令∶

在命令行中输入"tracert."并在后面加入一个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。

3.4ARP协议工作原理

工作原理

1、两台局域网主机互相通信为例讲解原理ARP解析过程

（1）当PCl想发送数据给PC2，首先在自己的本地ARP缓存表中检查主机PC2匹配的MAC地址

（2）如果PCl缓存中没有找到响应的条目，它将询问主机PC2的MAc地址，从而将ARP请求帧广播到木地网络的所有主机。 该帧中包括源主机PC1的IP、MA C地址，本地网络中的所有主机都接收到ARP请求，并且检查是否与自己的IP地址相匹配。如果发现请求中IP地址与自己IP不匹配，则丢弃ARP请求。

（3）主机PC2确定ARE请求中得IP地址∶与自己的IP地址匹配，则将主机.ECl的地址和MAC地址添加到本地缓存表中。

（4）主机PC2将包含其MAC地址的ARP回复消息直接发送回主机PC1（数据帧为单播）。

（5）主机PC1收到PC2发挥的ARP回复消息，将Pc2的IP和MAC地址添加至自己ARP缓存表中，本机缓存是有生存期的，默认ARP缓存表有效期120s。当超过该有效期后，则将重复上面过程。 主机PC2的MACc地址一旦确定， 主机PC1就能向主机PC2发送信息。

四、ARP攻击原理

1、原理：主机接收到一个应答包之后，并不会验证自己是否发送过对应的arp请求包，也不会验证这个arp请求包是否可信，而是直接用应答包里的IP地址和mac地址的对应关系替换掉arp缓存表里原有的对应关系。

2、过程

 

攻击主机B向网关C发送一个应答包，包括主机A的IP地址、主机B的mac地址。同时，向主机A发送一个应答包，包括网关C的IP地址，主机B的mac地址。

这个时候，网关C就会将缓存表里主机A的mac地址换成主机B的mac地址，而主机a就会将缓存表里网关C的mac地址换成主机B的mac地址。

所以，网关C发送给主机A的消息全被主机B接收，主机A发送给网关C的消息也全被主机B接收，主机B就成为主机A和网关C通信的“中间人”。