作者：菘藍 時間：2022-09-05
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一、網路層
1.1網路層功能
(1)定義了基于IP協議的邏輯地址，就是IP地址
(2)連接不同的媒介型別
(3)選擇資料通過網路的最佳路徑，完成邏輯地址尋址
1.2網路層資料封裝程序
資料封裝程序：在網路層會封裝IP地址的頭部，形成IP資料包，
IP資料包格式：分為20位元組的固定部分，表示每個IP資料包必須包含的部分和40位元組的可變長部分，
二、協議段
1、版本號（4bit）：指IP協議版本，并且通信雙方使用的版本必須一致，目前我們使用的是IPv4，表示為0100 十進制 是4，
2、首部長度（4）：IP資料包的包頭長度（不包括資料），
3、優先級與服務型別（8）：該欄位用于表示資料包的優先級和服務型別，通過在資料包中劃分一定的優先級，服務型別定義了如何處理資料一般沒有使用，
4、總長度（16）：IP資料包的總長度，最長為 65535 位元組，包括包頭和資料，
5、識別符號（16）：該欄位用于表示IP資料包的識別符號，當IP對上層資料進行分片時，它將給所有的分片資料分配一組編號，然后將這些編號放入識別符號欄位中，保證分片不會被錯誤地重組，識別符號欄位用于標志一個資料包，以便接收節點可以重組被分片的資料包，
6、標志（3）：和識別符號一起傳遞，指示不可以被分片或者最后一個分片是否發出(完整)，
7、段偏移量（13）：一個資料包需要分片，指明這個分片舉例原始資料開始的位置，作用重組資料，
8、TTL（time to live）生命周期（8）：可以防止一個資料包在網路中無限回圈的轉發下去，每經過一個路由器 -1,當TTL的值為0時，該資料包將被丟棄 0-255，
9、協議號（8）：封裝的上層哪個協議，ICMP:1 TCP:6 UDP:17，
10、首部校驗和（16）：這個欄位只檢驗資料報的首部，不包括資料部分，這是因為資料報每經過一次路由器，都要重新計算一下首部校驗和（因為，一些欄位如生存時間、標志、片偏移等可能發生變化），
11、源地址（32）：源ip地址，表示發送端的IP地址，
12、目標地址（32）：目標ip地址，表示接收端的IP地址，
13、可選項：選項欄位根據實際情況可變長，可以和IP一起使用的選項有多個，例如，可以輸入創建該資料包的時間等，在可選項之后，就是上層資料，
三、ICMP協議
3.1ICMP作用
ICMP (Internet Control Message Protocol)是IP協議的輔助協議，用來在網路設備間傳遞各種差錯和控制資訊，對于收集各種網路資訊、診斷和排除各種網路故障等方面起著至關重要的作用，【檢測網路的雙向聯通性】
3.2各類網路資訊表
3.3Ping的命令引數選項
顯示自己IP地址：ipconfig
顯示幫助命令：ping --help
長ping：-t（ctrl+c停止）
發送緩沖區大小：-1 （指定包的大小：1600 2000）
超時等待hi見：-w（默認是秒：2）
指定ping幾次：-n （指定的次數：5）
tracert IP地址（表示經過幾個路由設備）
四、ARP協議
4.1ARP協議概念
ARP協議是地址決議協議（Address Resolution Protocol）是通過決議IP地址得到MAC地址的，是一個在網路協議包中極其重要的網路傳輸協議，它與網卡有著極其密切的關系，在TCP/IP分層結構中，把ARP劃分為網路層，為什么呢？因為在網路層看來，源主機與目標主機是通過IP地址進行識別的，而所有的資料傳輸又依賴網卡底層硬體，即鏈路層，那么就需要將這些IP地址轉換為鏈路層可以識別的東西，在所有的鏈路中都有著自己的一套尋址機制，如在以太網中使用MAC地址進行尋址，以標識不同的主機，那么就需要有一個協議將IP地址轉換為MAC地址，由此就出現了ARP協議，所有ARP協議在網路層被應用，它是網路層與鏈路層連接的重要樞紐，每當有一個資料要發送的時候都需要在通過ARP協議將IP地址轉換成MAC地址，在IP層及其以上的層次看來，他們只標識IP地址，從不跟硬體打交道，
4.2ARP協議作業原理（結合交換機原理）
1、當PC1想發送資料給PC2，首先在自己的本地ARP快取表中檢查主機PC2的MAC地址是否存在，
2、如果PC1快取中沒有找到回應的條目，它將詢問主機PC2的MAC地址，從而將ARP請求幀廣播到本地網路的所有主機， 該幀中包括源主機PC1的IP、MAC地址，本地網路中的所有主機都接收到ARP請求，并且檢查是否與自己的IP地址相匹配，如果發現請求中IP地址與自己IP不匹配，則丟棄ARP請求，
3、主機PC2確定ARP請求中得IP地址與自己的IP地址匹配，則將主機PC1的地址和MAC地址添加到本地快取表中，
4、主機PC2將包含其MAC地址的ARP回復訊息直接發送回主機PC1（資料幀為單播），
5、主機PC1收到PC2發的ARP回復訊息，將PC2的IP和MAC地址添加至自己ARP快取表中，本機快取是有生存期的，默認ARP快取表有效期120s，當超過該有效期后，則將重復上面程序，主機PC2的MAC地址一旦確定，主機PC1就能向主機PC2發送IP資訊，
4.3華為系統中ARP命令
[Huawei]dis mac- address ###查看mac地址資訊
[Huawei]arp static <IP> <MAC> ###系結ARP
[Huawei]undo arp static <IP> <MAC> ###解系結
<Huawei>reset arp all ###清除mac地址表
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