快速掌握IP数据包（网络层）（还要啥自行车？看我这一篇就够了！）
文章内容预知
IP数据包格式
网络层的功能：
ICMP协议
icmp作用： 检测网络的双向联通性
使用icmp协议的原理，可以进行网络故障排查（ping）：
ping的运用与选项（常用）：
ARP协议
ARP工作原理（结合交换机）：
Windows中arp缓存表：
华为eNSP系统中的ARP命令:
IP数据包格式
网络层的功能：
定义了基于IP协议的逻辑地址，就是ip地址
连接不同的媒介类型
选择数据通过网络的最佳路径，完成逻辑地址寻址
数据封装的时候在网络层会封装ip地址的头部，形成ip 数据包
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 
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（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，用于实现 QoS（服务质量）的要求。
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）：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
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
ICMP协议
Internet控制消息协议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
使用icmp协议的原理，可以进行网络故障排查（ping）：
功能：Ping Ping是网络设备、Windows、Unix和Linux平台上的一 个命令，其实是一个小巧而实用的应用程序，该应用基 于ICMP协议。 Ping常用于探测到达目的节点的网络可达性。
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
ping的运用与选项（常用）：
| 指令选项 | 指令格式 | 作用 |
| ipconfig | ipconfig | 显示自己 IP地址 |
| ping --help | ping --help | 显示帮助命令 |
| -t | ping -t ip 地址 | 长ping（指定主机，ctrl+c 可以停止操作） |
| -a | ping -a ip地址 | 将地址解析为主机名。 |
| -l size（数字大小） | ping -l 指定包的大小（1600 2000） ip地址 | 发送缓冲区大小。 |
| -w | pping -w 指定等待时间（默认是秒：2 ） ip 地 址 | 超时等待时间 |
| -n | ping -n 指定的次数（5） ip 地址 | 指定ping 几次 |
另外两个特别的（排查）指令：
| 指令 | 指令结构 | 作用 | 所属操作系统 |
| tracert | tracert IP地址 | 追踪一条数据从一个设备到另一个设备的路劲 | Windows |
| traceroute | traceroute Ip | 同上 | Linux |
ARP协议
ARP工作原理（结合交换机）：
1. PC1想发送数据给PC2， 会先检查自己的ARP缓存 表。 只在终端设备上
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-FFFF-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。
Windows中arp缓存表：
华为eNSP系统中的ARP命令:
