网络层概述
网络层负责定义数据通过网络流动所经过的路径,其功能可以总结为以下几点: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
IP数据包头的格式:
版本(vesion); 该字段包含的是P的版本号， 4bi1. 目前P的版本为4 (即P4).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P4.目前Pv4所面临的最大问题是P地址空间不足，即将使用的Pv6是P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 Lengh):该字段用以指示整个P数据包的长度，16bit;最长为65 535字节，包括包头和数据
标识符(Identification):该字段用于表示P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组编号， 然后将这些编号放入标识符字段中。 保证分战不会被错误地重组，标识符字段用于标志一个数据包以便接收节点可以重组枝分片的数据包
标志（Flags），标志字段，3bit;标志和分片一起被用来传递信息。例如，对当前的包不能进行分片(当该包从一个以太网可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) :该宇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. 该字段包含的信息可以防止一个数据包在网络中无限循环地转发下去，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，该数据包经过的每个路由器 都会检查该字段中的值，当TTL的值为0时，该数据包将被丢弃。 TTL对应于一个数据包通过路由器的数目. 一个数据包每经过一个路由器， TTL 将减去1
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个协议，是TCP还是UDP，TCP 的协议号为6. UOP的协议号为17
首部校验和(Header Checksum):该字段用于表示校验和，16bit; 校验和是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报头的校验和，就如同源机器所做的一样， 如果数据没有被改动过， 两个计算结果应该是一 样的
源P地址(Source IP Adress):该字段用于表示数据包的源地址， 32bit. 这是个网络地址，指的是发送该数据包的设备的网络地址
目标P地址(Dstinaton 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，但指的是接收节点的网络地址
可选项(O/ptins)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
广播与广播域概述
1.广播:将广播地址作为目的地址的数据帧
2.广播域:网络中能接收到同一个广播的所有节点的集合
MAC地址广播:MAC地址的广播地址为FF-FF-FF-FF-FF-FF
IP地址广播在数据帧中,目的MAC地址是FF-FF-FF-FF-FF-FF,目的IP地址是IP网段的广播地址
交换机所有接口在一个广播域中
ARP协议的介绍
1.ARP概述
ARP是什么:Address Resolution Protocol,地址解析协议将一个已知的IP地址解析成mac地址
ARP:正向解析协议
数据传输通讯地址:源IP 源MAC 目标IP 目标MAC
使用场合:已知目标IP,未知目标MAC时使用
工作原理:PC1已知PC2的IP地址,未知PC2的MAC时候用;PC1发送ARP广播给二层交换机,二层交换机收到ARP广播消息后无条件泛洪处理,连接的二层交换机下的所有PC都将接收此广播消息(除PC1外),每个PC都会把自身的IP地址和目标IP地址进行比对,若一致则接收此广播消息,并回数据包给PC1,PC1接收到返回的数据包后会记录下PC2的IP和MAC地址,记录到ARP缓存表中;若不一致则会丢弃
RARP:反向地址解析协议
使用场合:已知目标MAC,未知目标IP时候用
2.windows 10系统中常用ARP命令
1.清除ARP缓存
先输入arp -a可以查看ARP缓存表再输入arp -d清除ARP缓存
2.ARP绑定
输入arp -s ip-address mac-address命令对IP地址和MAC地址进行绑定,该操作为临时性的,重启系统后,绑定失败
ICMP协议
1.ICMP的主要功能介绍:ICMP是一个“错误侦测与回馈机制”,通过IP数据包封装,用来发送错误和控制消息;其目的是使管理员能够掌握网络的联通状况
2.ICMP的基本使用:
1.ping命令的返回信息
当我们ping一台主机时,本地计算机发出的就是一个典型的ICMP数据包,用来测试两台主机是否能够顺利联通
IPCM返回信息为“无法访问目标主机”,说明两台主机之间无法建立连接,可能是因为没有正确配置网关等参数
ICMP返回信息为“找不到主机”,说明DNS无法进行解析
ICMP返回信息为“请求超时”,说明在规定时间内没有收到返回的应答消息
2.ping命令的常用参数
- -t：系统会将一直不停ping下去,ctrl shift+c停止
2.-a:可以返回对方主机的主机名
3.-i:可以改变ping包的大小
