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一、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)
1.1.协议字段
1.2.详细解析
(1)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
(2)首部长度(4):IP数据包的包头长度
(3)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。
(4)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。
(5)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，它将给所有的分片分配一组编号，然后将这些编号放入标识符字段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
(6)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
(7)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
(8)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
(9)协议号(8):封装的上层哪个协议，ICMP:1 TCP:6 UDP:17
(10)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)
(11)源地址(32):源ip地址，表示发送端的IP地址
(12)目标地址(32):目标ip地址，表示接收端的IP地址
(13)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。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
(14)在可选项之后，就是上层数；注:根据实际情况可变长，例如创建时间等上层数据
二、ICMP协议介绍
2.1.ICMP协议
(1)ICMP是一个"错误侦测与回馈机制"
(2)通过IP数据包封装的
(3)用来发送错误和控制消息
2.2.ICMP协议的封装
(1)ICMP协议属于网络层协议
(2)ICMP数据的封装过程
2.3.Ping命令
(1)ping命令的基本格式为：
c: \>ping [-t][-l字节数][-a][-i]IP_Address|target_name
(2)ping命令的返回信息
①
②
③
(3)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request timeout (此时他把icmp包发给网关，至于后面的事他就不管，如果没有包回应，就显示request timeout)
2、 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 unreachable (此时他发送arp请求包请求网关的mac地址)
3、当一个路由器ping他路由表中没有的地址时，显示的是request timeout（此时不发任何包）
4、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request timeout（此时发送arp请求包，请求目标ip的mac地址）
2.4.Ping命令的参数
(1)-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"-t"，系统将会一直不停地ping下去
(2)-a? ?显示主机名
(3)-l? ?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
(4)-n? ?指定发送包的个数
(5)-S? ?指定源IP去ping?
Windows:
tracert命令：在命令行输入"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以及IP地址
Linux:
traceroute? IP/域名
三、ARP协议介绍?
3.1.ARP协议概述
(1)局域网中主机的通信
IP地址与MAC地址
(2)什么是ARP协议
①Address Resolution Protocol，地址解析协议
②将一个已知的IP地址解析成MAC地址
3.2.IP地址解析为MAC地址
(1)PC1发送数据给PC2，查看缓存没有PC2的MAC的地址
(2)PC1发送ARP请求消息（帧广播）
(3)所有主机收到ARP请求消息
? ? ①PC2回复ARP答应（单播）
? ? ②其他主机丢弃
(4)PC1将PC2的MAC地址保存到缓存中，发送数据
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PC1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PC1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请求帧广播到本地网络的所有主机。该帧中包括源主机PC1的IP。??
MAC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ARP请求中得IP地址与自己的IP地址匹配，则将主机PC1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MAC地址一旦确定，主机PC1就能向主机PC2发送IP信息。
2.精简版
ARP工作原理:
(1) PC1想发送数据给PC2， 会先检查自己的ARP缓存表。
(2)如果发现要查找的MAC地址不在表中，就会发送一个ARP请求广播，用于发现目的地的MAC地址。
ARP请求消息中包括PC1的IP地址和MAC地址以及PC2的IP地址和目的MAC地址(此时为广播MAC地址FF-FF-FF-FF-FF-FF)。
(3)交换机收到广播后做泛洪处理，除PC1外所有主机收到ARP请求消息，PC2以单播方式发送ARP应答，
并在自己的ARP表中缓存PC1的IP地址和MAC地址的对应关系，而其他主机则丢弃这个ARP请求消息。
(4) PC1在自己的ARP表中添加PC2的IP地址和MAC地址的对应关系，以单播方式与PC2通信。
3.3.arp命令
(1)windows当中如何查看arp缓存表(静态arp和动态arp )
①arp -a? ? ? ? ? ? ? ? ?###查看arp缓存表
②arp -d [IP]? ? ? ? ? ?###删除arp缓存表
③arp -s IP MAC? ? ###删除arp静态绑定
如提示ARP项添加失败，解决方案:
用管理员模式:电脑左下角"开始"按钮右键，点击"windows PowerShell(管理员)(A)"或者
进入c盘windows \system32文件夹找到cmd.exe,右键"以管理员身份运行"再执行arp -s命令
(2)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、总结
（1）IP数据包的格式
（2）ICMP的作用以及ping命令的使用
（3）ARP的工作原理以及arp缓存命令