网络层协议

一.网络层功能

1.在网络中选择最佳路径转发数据

2.定义了基于IP协议的逻辑地址

3.连接不同的媒介类型

二.IP数据包的格式

1.IP数据包格式

2.各字段说明

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数据包的报头长度。

优先级与服务类型（8bit）：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（16bit）：IP数据包的总长度，最长为2^16次方的字节，就是65535字节，包括报头和数据。

标识符（16bit）：确定数据的分片是否来自于同一个文件。

标志（3bit）：代表数据过小不需要分片，代表该组最后一个数据包。

段位偏移量（13bit） ：该数据片离起点的位置坐标  作用：重组数据

TTL生命周期（8bit）：生命周期，当TTL的值为0时，该数据将会被丢弃。

协议号（8bit）：封装的上层哪些协议。

首部校验和（16bit）：只检验ip头部的完整性

源地址（32bit）：源ip地址，表示发送端的IP地址

目标地址（32bit）：目标ip地址，表示接收端的ip地址

可选项：可以输入创建该数据包的时间等（相当于备注这个数据包）

数据：上层数据。

三.ICMP协议

1.ICMP协议

Internet控制消息协议ICMP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消息，对于收集各种网络消息、诊断和排除各种网络故障等方面起着至关重要的作用。

ICMP的作用：检测网络的双向联通性。

2.ping命令的用法

格式：ping  [选项] ip地址或计算机域名

① -t    在windows操作系统中，默认情况下发送4个ping包，如果在ping命令后加上参数“- t”，系统将会一直不停的ping下去，按ctrl+c结束运行。

② -a  显示主机名

③ -l 字节数  ：一般情况下，ping包自带为32字节，有时为了检测数据包的通过情况，可以使用参数改变ping包的大小。

④ -n 发送个数 ：指定发送包的个数，就是指定ping多少次

⑤ -w 超时等待时间

⑥ tracert ip地址 ：追踪

3.冲突域

4.广播域

四.ARP协议

1.什么是ARP协议

ARP协议是地址解析协议

是通过解析IP地址的得到的MAC地址的，是一个在网络协议包中及其重要的网络传输协议，它与网卡有着及其密切的关系。

2.ARP协议是如何工作的

为了实现IP地址与MAC地址的查询与转换，ARP协议引入了ARP缓存表的概念。当需要发送数据的时候，户籍就会根据数据报中的目标IP地址信息，然后再ARP缓存表中性查找对应的MAC地址，最后通过网卡将数据发送出去，ARP缓存表包含了一个寿命值（TTL，也称作生存时间）它记录每个ARP表项的生存时间，生存时间到了就会从缓存表中删除。

3.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。 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-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。

4.windows中查看ARP缓存

arp -a                查看arp缓存表（a表示为：all）

arp -d[ip]           删除指定的arp缓存表（d表示为：delete）

arp -s IP MAC   删除arp静态绑定（s表示为：static）

5.ARP攻击欺骗原理

ARP攻击：

ARP攻击发送的是ARP应答，也是ARP应答的MAC地址为虚假地址，所以在其他主机想要进行通信时，会将目的的MAC地址设置成此虚假MAC地址，导致其无法正常通信。

例如：当主机pc1（被攻击主机）想访问外网时，会发送数据到达网关，此时数据会被主机pc2（攻击主机）获取，主机pc2将发送虚假的MAC地址到达网关，当网关收到虚假的ARP应答更新ARP条目后，下次再发送数据到pc1，就会发送到虚假的MAC地址中，也就是主机pc2中，到最后通信故障。

ARP欺骗：

ARP欺骗原理与ARP攻击原理类似，但是效果不一样，ARP攻击是导致网络中断，而ARP欺骗的最终结果是流量通过自身达到监控或控制的目的。

假的ARP应答更新ARP条目后，下次再发送数据到pc1，就会发送到虚假的MAC地址中，也就是主机pc2中，到最后通信故障。