计算机网络 网络层

目录

一、网络层的功能

二、网络层的协议

三、IP数据包格式

四、网关

五、实例演示

一、网络层的功能

　　1.定义了基于IP协议的逻辑地址

　　2.连接了不同的媒介类型

　　3.选择数据通过网络的最佳地址

二、网络层的协议

　　ICMP和ARP两个协议

　　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

　　两大指令:ping和tracert

　　ping 的 格式：ping 空格 IP地址 [选项]

　　ping的指令：

　　ping -t ip地址 长ping ctrl+c 停止

　　ping -l 指定包的大小（1600 2000） ip地址

　　ping -w 指定等待时间（默认是秒：2 ） ip 地址

　　ping -n 指定的次数（5） ip 地址

　　ping问题：

　　　　　　　网络波动：偶尔丢一两个包，ping不通： 没有一个数据能到达

　　　　　　　ping不通，icmp 禁用了 icmp 协议

　　ping不通解决问题流程:

1. ping 自己 127.0.0.1 硬件

2. 看双方地址是否有问题

3. 看网关是否有问题

4. 防火墙策略是否有问题（ 配合 找网络工程师）

　　tracert 指令：

　　tracert 也是 icmp协议
　　192.168.1.144 192.168.1.152
　　tracert IP地址

　　tracert 192.168.1.152
　　经过几个路由设备
　　追踪

　　ARP:

　　ARP协议是地址解析协议（Address Resolution Protocol）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，为什么呢，因为在网络层看来，源主机与目标主机是通过IP地址进行识别的，而所有的数据传输又依赖网卡底层硬件，即链路层，那么就需要将这些IP地址转换为链路层可以识别的东西，在所有的链路中都有着自己的一套寻址机制，如在以太网中使用MAC地址进行寻址，以标识不同的主机，那么就需要有一个协议将IP地址转换为MAC地址，由此就出现了ARP协议，所有ARP协议在网络层被应用，它是网络层与链路层连接的重要枢纽，每当有一个数据要发送的时候都需要在通过ARP协议将IP地址转换成MAC地址，在IP层及其以上的层次看来，他们只标识IP地址，从不跟硬件打交道

　　ARP特殊：arp攻击与欺骗 ARP攻击 ARP攻击发送的是ARP应答，但是ARP应答中的MAC地址为虚假地址，所以在其他主机想要进行通信时，会将目的MAC地址设置成此虚假MAC地址导致无法正常通信。

三、IP数据包格式

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

• 

   

   

四、网关

　　概念：用来让不同网段的主机相通信

 五、实例操作