详解网络层IP协议
网络层功能
1.定义了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数据包的格式
1.IP字段
版本(Version)a该字段包含的是P的版本号，4bit。目前的版本为4(即IPv4)
2.首解长度(回eadeLongth)
该字段用于表示IP数据包头长度,4dbit。IP数据包头最短为20字节，但是其长度是可变的，其体长度取决于可选项字段的长度.
3.优先斑与服务类学（Priority & Type of Service)
该字段用于表示数据包的优先级和服务类型,8blit。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。
4.总长度(Total Langth)
该字段用以指示整个IP数照包的长度,16blt。最长为65535字节，包话包头和数据。
5.标识符(Identification)
该字段用于表示IP数据包的标识符，160bit。当IP对上层数据进行分片时，它将给所有的分片分配同一组编号，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。
路由器将一个过拆分后。所有拆分开的小组被标记相同的值，以便目的端设备能够区分哪个包属于被拆分开的包的一部分。
6.标志（Flags)
标志字段，3blt.对当前的包不能进行分片（当该包从一个以太网发送到另一个以太网时），或为一个包被分片后用以指标在一系列的分片中，最后一个分片是否已发出
7.段偏移量(Pragmotntoffset)
该字段用于表示段偏移量。13bit。段偏移量中包含的信息是指在一个分片序列中如何将各分片重新连接起来。
8.TTL（Time to Livw)
该字段用于表示IP数据包的生命周期。8bit。一个数据包每经过一个路由器。TTL将减去1。当TTL的值为 0时,该数据包将被丢弃,可以防止个数据包在网络中无限循环地转发下去。
9.协议号( Protocol)
协议字段,8blt。该字段用以指示在IP数据包中封装的哪一个协议，是 TCP还是UOP,TCP的协议号为6，UDP的协议号为17。
10.首部校验和(leader Checksum）
该字段用于表示校验和,16bit。接受方和网关用来校验数据有没有被改动过。
11.原IP地址（Sourco IP Address）
该字段用于表示数据包的源地址,32bit.
12.目标IP地址(DostinaticnIPAddress)
该字段用于表示数据包的目的地址,32bit.
13.可选项(Options）
可选项字段根狐实际情况可变长，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
ICMP协议(Internet控制报文协议)
- ICMP是一个“错误侦测与回馈机制”
- 通过IP数据包封装的
- 用来发送错误和控制消息
ICMP协议的封装
- ICMP协议属于网络层协议
- ICMP数据的封装过程
ARP协议概述
1.局域网中的主机的通信
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地址解析长城MAC地址
3.ARP工作原理
例：
主机A的IP地址为192.168.1.1，MAC地址为0A-11-22-33-44-01；
主机B的IP地址为192.168.1.2，MAC地址为0A-11-22-33-44-02；
当主机A要与主机B通信时，地址解析协议可以将主机B的IP地址（192.168.1.2）解析成主机B的MAC地址，以下为工作流程：
第1步：根据主机A上的路由表内容，IP确定用于访问主机B的转发IP地址是192.168.1.2。然后A主机在自己的本地ARP缓存中检查主机B的匹配MAC地址。
第2步：如果主机A在ARP缓存中没有找到映射，它将询问192.168.1.2的硬件地址，从而将ARP请求帧广播到本地网络上的所有主机。源主机A的IP地址和MAC地址都包括在ARP请求中。本地网络上的每台主机都接收到ARP请求并且检查是否与自己的IP地址匹配。如果主机发现请求的IP地址与自己的IP地址不匹配，它将丢弃ARP请求。
第3步：主机B确定ARP请求中的IP地址与自己的IP地址匹配，则将主机A的IP地址和MAC地址映射添加到本地ARP缓存中。
第4步：主机B将包含其MAC地址的ARP回复消息直接发送回主机A。
第5步：当主机A收到从主机B发来的ARP回复消息时，会用主机B的IP和MAC地址映射更新ARP缓存。本机缓存是有生存期的，生存期结束后，将再次重复上面的过程。主机B的MAC地址一旦确定，主机A就能向主机B发送IP通信了。