网络层协议与应用

网络层协议与应用

网络层的功能

（1）定义了基于IP协议的逻辑地址

（2）连接不同的媒介类型

（3）选择数据通过网络的最佳路径

IP数据包格式

版本号（4）：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

优先级与服务类型（8）：该字节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）：该字节用于表示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的重组。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

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

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

目的地址（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

ICMP协议

（1）IMCP是一个“错误侦测与回馈机制”

（2）通过IP数据包封装的

（3）用来发送错误和控制消息

ICMP协议的封装

（1）ICMP协议属于网络层协议

（2）ICMP数据的封装过程

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request timeout（此时他把icmp包发过网关，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网关不通时，如果他ping其他网段的地址，显示的是Destination host unreachable（此时他发送ARP请求包请求网关的MAC地址）

3、当一个路由器ping他路由表中没有的地址时，显示的是request timeout（此时不发任何包）

4、当路由器ping一个路由表中存在地址时，如果没有回应，则显示的也是request timeout（此时发送ARP请求包，请求目标IP的MAC地址）

ping命令的用法：结合具体在什么场景使用什么选项

-t 在Windows操作系统中，默认情况下发送4个ping包，如果在ping命令后面加上参数“-t”，系统将会一直不停地ping下去

-a 显示主机名

-l 一般情况下，ping包的大小为32字节，有时为了检测大数据包的通过情况，可以使用参数改变ping包的大小 在linux系统下为 -a

-n 指定发送包的个数 在linux系统下为 -c

-s 指定源IP去ping 在linux系统下为 -I

ARP协议概述

（1）局域网中主机的通信

IP地址与MAC地址

（2）什么是ARP协议

Address Resolution Protocol，地址解析协议

将一个已知的IP地址解析成MAC地址

工作原理（结合交换机原理）

（1）PC1想发送数据给PC2，会检查自己的ARP缓存表。

（2）如果发现要寻找的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）交换机收到的广播后做泛洪处理，除PC1外所有主机收到的ARP请求消息，PC2以单播方式发送ARP应答，

并将自己的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

ARP攻击与欺骗

ARP攻击

ARP攻击发送的是ARP应答，但是应答中的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。

例如：如果希望被攻击主机无法访问互联网，就需要对网关发送或被攻击主机发送虚假的ARP应答。当网关接收到虚假的ARP应答更新ARP条目后，如果网关再发生数据给PC1时，就会发送到虚假的MAC地址导致通信故障

此处可以举例说明，例如张三要给李四打电话，他首先要知道李四的电话号码，这时有人告诉他李四的电话号码是12345678（不存在的号码），于是张三就把电话打到12345678，这样就无法找到李四了

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制的目的。

利用ARP欺骗管理网络

通过长角牛网络监控机管理网络

（1）设置监控范围

（2）进行网络管理

（3）验证效果

总结

IP数据包格式重点理解各字段的含义

ICMP用来发送错误和控制信息

ARP协议用来实现IP到MAC地址的解析

ARP协议通过广播查询目标主机MAC地址

ARP攻击是通过伪造ARP应答进行欺骗攻击

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