学习网络层协议ICMP和ARP

学习网络层协议ICMP和ARP

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一、网络层简介

1.网络层功能

1定义了基于IP协议的逻辑地址2选择数据通过网络的最佳路径3连接不同的媒介类型

2.网络层协议字段（数据包格式）

版本：IP的版本号（IPV4H或IPV6）4比特 首部长度：表示IP数据包头长度 4比特 IP数据包头最短为20字节，长度可变。 优先级与服务类型：表示数据包的优先级和服务类型，8比特。 划分一定的优先级，用于实现QoS(服务质量）的要求 总长度：整个IP数据包的长度，16比特。最长为65535字节，包括包头和数据 标识符：表示IP数据包的标识符，16比特。当IP对上层数据分片时，进行编号，方便重组被分片的数据包 标志：表中字段，3比特。对当前的包不能进行分片或者一个包被分片后指示在一系列的分片中最后一个分片是否已发出 段偏移量：13比特，在一个分片序列中如何将各分片重新连接起来。 TTL：IP数据包的生命周期，8比特，每经过一个路由器生命周期-1，当生命周期为0时数据将被抛弃 协议号：协议字段，8比特（TCP或UDP）TCP协议号为6，UDP协议号为17 首部校验和：16比特，是16位的错误检测字段 源IP地址：数据包的源地址 32比特 目标IP地址：数据包的目的地址 ，32比特 可选项：根据实际情况可变长，可以和IP一起使用的选项有多个。 上层数据 二、ICMP与封装 ICMP是一个“”错误侦测与回馈机制“” 是通过IP数据包封装的 ICMP用来发送错误和控制消息

三、ARP协议

ARP（Address Resolution Protocol）即地址解析协议，是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到局域网络上的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址；收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间，下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。

ARP原理解析

PC1首先查看自己的ARP缓存表。(ARP缓存表是主机储存在内存中的一个IP地址和MAC地址对应表）如果查找的MAC不在表中，PC1的ARP会发一个广播（源IP地址，源MAC地址，目的IP地址和广播地址）到交换机，交换机会记录并学习PC1的IP地址及对应的端口。路由器会广播泛洪除了PC1 所有连接在交换机的主机都会收到，只有对应的目的IP主机PC2会回应，PC2收到数据后记录学并习PC1的源IP地址和源MAC地址到对应的MAC缓存表中PC2将发包（PC2源IP地址和源MAC地址）和（PC1目的IP地址和目的MAC地址）给交换机，交换机首先学习PC2的IP及对应的端口PC1收到信息将PC2的IP地址和MAC地址记录在ARP缓存表中。这时PC1和PC2可以实现单播通信|

四、广播

广播：将广播地址做为目的地址的数据帧广播域：网络中能接收到同一个广播所有节点的集合广播地址为：FF-FF-FF-FF-FF-FF

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