网络层协议与应用Ping命令与ICMP/ARP协议

网络层协议与应用Ping命令与ICMP/ARP协议

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一、网络层简介

1、网络层功能

1、定义了基于IP协议的逻辑地址2、选择数据通过网络的最佳路径3、连接不同的媒介类型

2、IP数据包头格式

版本(Version):该字段包含的是IP 的版本号，4bit。目前IP 的版本为4(即IPv4)，该版本形成于20世纪80年代早期，现在无论是在局域网还是在广域网中，使用的都是IPv4。目前IPv4面临的最大问题是IP地址空间不足，即将使用的IPv6是IP协议的下一个版本，但也不能解决IP地址缺乏的问题。 首部长度(Header Length):该字段用于表示IP数据包头长度，4bit。IP数据包头最短为20字节，但是其长度是可变的，具体长度取决于可选项字段的长度。优先级与服务类型(Priority & Type of Service):该字段用于表示数据包的优先级和服务类型，8bit。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(Total Length):该字段用以指示整个IP数据包的长度，16bit。最长为65535字节，包括包头和数据。 标识符(Identification):该字段用于表示IP数据包的标识符，16bit。当IP对上层数据进行分片时，它将给所有的分片分配同一组编号，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(Flags):标志字段，3bit。对当前的包不能进行分片（当该包从一个以太网发送到另一个以太网时)，或当一个包被分片后用以指示在一系列的分片中，最后一个分片是否已发出。 段偏移量(Fragment Offset):该字段用于表示段偏移量，13bit。段偏移量中包含的信息是指在一个分片序列中如何将各分片重新连接起来。 TTL(Time to Live):该字段用于表示IP数据包的生命周期，8bit。TTL值的意义是一个数据包在被抛弃前在网络中可以经历的最大周转时间。一个数据包每经过一个路由器，TTL将减去1。当TTL的值为0时，该数据包将被丢弃。可以防止一个数据包在网络中无限循环地转发下去。 协议号(Protocol):协议字段，8bit。该字段用以指示在IP数据包中封装的是哪一个协议，是TCP还是UDP，TCP的协议号为6，UDP的协议号为17。 首部校验和（Header Checksum）:该字段用于表示校验和，16bit。接收方和网关用来校验数据有没有被改动过。校检和是16位的错误检测字段。目的主机和网络中的每个网关都要重新计算包头的校检和，就如同源主机做的一样。如果数据没有被改动过，两个计算结果应该是一样的。 源IP地址(Source IP Address):该字段用于表示数据包的源地址，32bit。这是一个网络地址，指的是发送该数据包的设备的网络地址。 目标IP地址（Destination IP Address):该字段用于表示数据包的目的地址，32bit。这也是一个网络地址，但指的是发送该数据包的设备的网络地址。 可选项(Options):可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。在可选须之后，就是上层数据。

二、ICMP协议

1、ICMP协议功能（Internet控制消息协议）

在Linux系统下的Ping命令参数

4、跟踪路由路径命令

Win:tracert IP/域名Linux:traceroute IP/域名

三、ARP协议

1、广播和广播域

广播：将广播地址作为目的地址的数据帧广播域：网络中能接收到同一个广播的所有节点的集合广播地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF

2、ARP协议概述

ARP（Address Resolution Protocol,地址解析协议）的基本功能是负责将一个已知的IP地址解析成MAC地址。

3、ARP工作原理

4、Windows系统中的ARP命令

动态学习到的ARP的老化时间是120秒；静态绑定的ARP条目需要计算机关机或重启后才会消失

华为系统中的ARP命令：[Huawei]dis mac-address 查看MAC地址信息[Huawei]arp static ＜IP＞ ＜MAC＞ 绑定ARP[Huawei]undo arp static ＜IP＞ ＜MAC＞ 解绑定[Huawei]reset arp all 清除mac地址表

四、ARP攻击和ARP欺骗

1、ARP攻击

2、ARP欺骗

PC3发送ARP应答（包括PC2的IP 地址和PC3的MAC地址）给PC1,并发送ARP应答（包括PC1的IP地址和PC3的MAC地址）给PC2。当局域网中的PC2和PC1收到ARP应答后，更新ARP表，PC1和PC2的流量都需要经过PC3了。

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