网络层功能

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

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

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，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 ）：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（ 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

ICMP协议

Internet 控制消息协议 ICMP ，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

ICMP功能

Ping 是网络设备、 Windows 、 Unix 和 Linux 平台上的一个命令，其实是一个小巧而实用的应用程序，该应用基于ICMP 协议。 Ping常用于探测到达目的节点的网络可达性。

当网络出现问题时，首先ping自己（127.0.0.1）确认硬件是否有问题，其次看双方ip地址是否有问题，然后看网关是否存在问题，最后确认防火墙策略是否有问题。

ping 的通一定通

ping 不通不一定网络不通

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。

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（同一网段）

arp协议

地址解析协议，是通过解析 IP 地址得到 MAC 地址的，是一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（三层协议）。

工作原理

以两台局域网主机互相通信为例讲解原理 ARP解析过程

PC1发送数据给PC2，首先在自己本地arp表中查询pc2的mac地址是否存在，如没有响应，则会将arp请求帧广播到所有主机，其他主机收到请求会检查与自己的ip地址是否匹配，不匹配会丢弃，匹配则会将包含mac地址的arp消息发回PC1（单播），pc1收到后将pc2的ip和mac地址存到自己arp缓存表（有效期120s）并与pc2通信（单播）。如超过该周期会重复上面过程。