计算机网络（3）网络层
网络层
一、IP特性
不可靠：不保证能传到目的地
无连接：每一次的路由选择可能不一样，IP数据可以不按顺寻发送
二、IP报文格式注意点
1.为什么IP首部总有总长度字段？
以太网需要填充数据达到最小长度（46个字节）
2.为什么有生存时间TTL？
TTL经过一个路由器减一，目的是防止数据报在选路时无休止地在网络中波动。
3.如何校验？或者与TCP、UDP校验有何区别？
区别：IP只计算首部，其他都是首部+数据
核心：方法相同，都是先将校验和字段置为0，然后对首部（或者首部+数据）每个16比特位进行反码求和放入检验和字段中，当收到IP数据包后，如果最后结果全为1，则正确，否则丢弃该数据包（不产生差错报文）
4.IP路由选择的过程和特性
根据最长匹配原则【1】，找到条目，发送到指定的路由器【2】，否则404（网络不可达或者主机不可达）
一般特性：1.IP路由逐条进行的（不知道完整路径）
2.为一个网络指定一个路由器
SP：如果路由表中没有默认项，也没有找到匹配项，如果数据包是本机产生的，就会404（网络不可达或者主机不可达），如果被转发的数据包，就发送ICMP主机不可达的差错报文。
注：【1】当路由器收到一个IP数据包时,会将数据包的目的IP地址与自己本地路由表中的表项进行bitbybit的逐位查找,直到找到匹配度最长的条目,这叫最长匹配原则
【2】IP搜索路由表的步骤：主机地址-》网络地址-》默认选项
ICMP
ICMP产生的原因
由于互联网之间通讯会涉及很多网关和主机，为了能够报告数据错误，所以产生了 ICMP协议。也就是说 ICMP 协议就是为了更高效的转发 IP数据报和提高交付成功的机会。
ICMP重定向
主机发送IP数据包给A，因为主机的默认路由下一跳为A，
A收到数据包检查路由表，发现B是数据报的下一跳，发现发送的接口与接受的端口一样时，会发送一个ICMP重定向给主机，A接收到重定向报文后，接下来的数据包就发送给B
SP：重定向报文只能由路由器生成为主机使用
ping命令（包含ARP、ICMP协议）
1.作用
检验是否超时，是否延迟太高
2.ICMP数据部分构成
ICMP数据部分由类型、代码、校验和构成
3.具体过程
A 电脑发起 ping请求， ping电脑B
A 电脑通过广播发起 ARP请求，查询电脑B的MAC（物理地址）。
B 电脑应答 ARP请求，向 A电脑发起单向应答，告诉 A电脑自己的 MAC地址
知道了 MAC地址后，开始进行（A电脑的物理地址），所以就可以根据源 MAC地址进行响应了。
总结：ping（ARP广播，应答物理地址，4次ping请求，4次响应，B电脑发送ARP请求，A应答）
为什么B电脑也要发送ARP请求呢？由于 ARP有缓存机制，为了防止 ARP过期，结束后重新更新下 ARP缓存，保证下次请求能去往正确的路径，如果 ARP过期就会导致出现一次错误，从而影响测试准确性。
