网络层协议介绍

1.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

首部长度(4bit) :IP数据包的包头长度

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。
注:定义IP数据包是否优先传送

IP数据总长度（16):定义IP数据包的总长度，最长为65535字节，包括包头和数据。
注:ip头部，数据段，可能20字节，也有可能多的，总长度加上数据段长度―最长为65535字节

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

注：用于IP数据包的分片，把每个分片打个标识。

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

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

注：主要是保证一个完整的正确的顺序传输

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

注：网络在网络中生成时间每经过一次减一，减到零后数据包自动会丢弃。

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、片偏移等能发生变化)

注：是包的校验，是为了数据的传输完整进行校验，若出错会进行重传。

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（指前面数据的总长度），例如创建时间等上层数据
有了ip地址以后我们如何判断和对方的连通性？
通常使用ping命令去ping网络上的一个ip地址，那么ping命令使用的协议是icmp协议。

2.ICMP协议介绍

2.1ICMP协议功能

错误侦测与回馈机制
ICMP协议（Internet Control Message Protocol）的全称是"Internet 控制消息协议"，主要用于在IP网络中发送控制消息，提供可能发生在通信环境中的各种问题的反馈。通过这些反馈信息管理员就可以对所发生的问题做出判断，然后采取适当的措施去解决。

2.2 ICMP报文有两种类型:

差错报告报文和查询报文。

2.3 ICMP的封装

首先ICMP头部与ICMP数据进行封装形成报文，封装完将IP上层数据去放到数据包里面，外层是IP头部，进行打包传输下层，帧头部与帧尾部校验。

2.4ping命令

ping 命令是用得最多的，ping命令能知道你的机器是否存活，不存活反馈信息。
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连通。ping命令能够检测两台设备之间的双向连通性，即数据包能够到达对端，并能够返回。
扩展
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requesttimeout (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Destinationhost unreachable （此时他发送arp请求包请求网关的mac地址)
无法访问：请求超时，确定主机不存在，也可能目标机器关机状态。

3.ARP协议

ARP协议是地址解析协议(Addres Resolution Protocol),是通过解析IP地址得到MAC地址的，他们只标识IP地址，从不跟硬件打交道。
ARP 协议就是把已知的IP地址解析成MAC地址。

3.1工作原理（结合交换机原理)

ARP工作原理:
两台局域网主机互相通信为例讲解原理

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-EF-FP-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MaAc地址的对应关系，以单播方式与PC2通信。

另：
动态ARP表项老化:在一段时间内（默认180s）如果表项中的ARP映射关系始终没有使用，则会被删除。通过及时删除不活跃表长项,从而提升ARP响应效率
华为系统中的ARP命令
[Huawei]dis mac- address .查看mac地址信息
[ Huawei] arp static 绑定ARP
[ Huawei] undo arp static 解绑定
reset arp all 清除mac地址表

4.ARP攻击原理

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。

ARP欺骗的原理和ARP攻击基本相同，但是效果不一样。ARP攻击最终的结果是导致网络中断，而ARP欺骗的最终结果是使得流量通过自身达到监控或控卸的目的。

总结

1.IP数据包的格式
2.ICMP的作用
3.ping命令的使用方法
4.IP数据包格式重点理解各字段的含义
5.ICMP用来发送错误和控制消息
6.ARP协议用于实现IP到MAC地址的解析
7.ARP协议通过广播查询目标主机MAC地址
8.ARP攻击是通过伪造ARP应答进行欺骗攻击