理论：网络层协议介绍理论详解

文章目录

前言：
- 1.IP数据包格式
- 2.0 ICMP协议介绍
- 2.1 ICMP协议的封装
- 2.2 Ping 命令
- 3.ARP协议概述
- 4.ARP攻击原理
- - 5.绑定ARP

前言：

网络层位于物联网三层结构中的第二层，其功能为“传送”，即通过通信网络进行信息传输。网络层作为纽带连接着感知层和应用层，它由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网等组成，相当于人的神经中枢系统，负责将感知层获取的信息，安全可靠地传输到应用层，然后根据不同的应用需求进行信息处理。
物联网网络层包含接入网和传输网，分别实现接入功能和传输功能。传输网由公网与专网组成，典型传输网络包括电信网（固网、移动通信网）、广电网、互联网、电力通信网、专用网（数字集群）。接入网包括光纤接入、无线接入、以太网接入、卫星接入等各类接入方式，实现底层的传感器网络、RFID网络最后一公里的接入。
物联网的网络层基本上综合了已有的全部网络形式，来构建更加广泛的“互联”。每种网络都有自己的特点和应用场景，互相组合才能发挥出最大的作用，因此在实际应用中，信息往往经由任何一种网络或几种网络组合的形式进行传输。
而由于物联网的网络层承担着巨大的数据量，并且面临更高的服务质量要求，物联网需要对现有网络进行融合和扩展，利用新技术以实现更加广泛和高效的互联功能。物联网的网络层，自然也成为了各种新技术的舞台，如3G/4G通信网络、IPv6、Wi-Fi和WiMAX、蓝牙、ZigBee等等。1.IP数据包格式（重点）

1.IP数据包格式

包头的格式结构:

版本(4bits)：代表IP版本信息，IPV4的长度是32位，IPV6的长度是128位

首部长度（4bits）：只指包头固定长度，包头头部数据20个字节，有效数据不算在内

优先级与服务类型（8bits）：区分哪些是加急的，比如说迅雷下电影与qq聊天同步进行；车道中的救护车，警车，具有链路优先通过权。服务类型QoS；

总长度（16bits）：包含上层数据，最多1500字节，其中包头数据20字节，有效数据1480字节；2^16-1就是65535，即1500字节；

标识符（16bits）:确定上层数据顺序，给数据包打标记

标志（3bits）：指后续是否是最后一个数据包

段偏移量（13bits）：数据包到达目的地后进行重新组合连接
泪滴攻击原理，就是更改偏移量，占用CPU资源；解决方法就是对有误差的数据包进行丢弃处理；

TTL（8bits）：生命周期，每经过1个路由器，生命减少1，目的是防止数据包在路由器内打环

192.168.4.0地址在里面打环，会把链路堵塞

协议号（8bits）：指示IP数据包封装的是哪些协议，比如协议号6的TCP，协议号17的UDP ；（ospf icmp也有）

首部校验和（16）：验证合法性

源地址（32bits）：发送方的IP地址

目标ip地址（32bits）：接收方的IP地址

可选项：保留，不做为使用

数据：上层传输层数据，包含TCP,/UDP传输层头部

2.0 ICMP协议介绍

1.ICMP是一个“错误侦测与回馈机制”

2.通过IP数据包封装

3.用来发送错误和控制消息

2.1 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

ICMP封装在数据包中的上层数据中

2.2 Ping 命令

ping命令的基本格式为

C： >ping [-t] [-l 字节数] [-a] IP_Address| target_name

微软系统默认发四个数据包，ctrl+c中断[-t]模式的持续发送

[ -a] 查看主机名称

ping命令的返回信息

3.ARP协议概述

1.局域网中主机的通信

IP地址与MAC地址

2.ARP协议

即Address Resolution Protocol，地址解析协议，将一个已知的IP地址解析成MAC地址

（RARP把MAC解析成IP，逆地址解析协议）
缓存即是自身的ARP缓存表

ARP表可以人工配置，也可以借助ARP协议自动获取

ARP协议本质上是一个广播

应答ARP报文是单播

ARP广播

PC1 发送数据帧

广播帧四要素：源IP 10.0.0.1

源MAC 00-00-00-11-11-11

目标IP 10.0.0.2

目标MAC FF-FF-FF-FF-FF-FF

PC2 ARP缓存表

IP地址· MAC地址状态

10.0.0.1 00-00-00-11-11-11 动态

PC2发送给PC1

源IP 10.0.0.2

源MAC 00-00-00-22-22-22

目标IP 10.0.0.1

目标MAC 00-00-00-11-11-11

3和4也会记录源地址

arp动态缓存表老化时间120s

3.ARP相关命令

Windows系统中的ARP命令

arp -a：查看ARP缓存表

arp -d：清除ARP缓存

ARP绑定：arp -s ip mac

清除arp缓存会清掉静态的，很少有人用

Cisco系统中的ARP命令

Router#show arp ：查看ARP缓存表

router#clear arp-cache ：清除ARP缓存

Router（config）#arp 1.1.1.1 0011.1111.1111 arpa ：arp绑定

4.ARP原理演示

4.ARP攻击原理

这种方法可以造成PC1无法与网关通信，无法上网
PC2可以接收到PC1的所有信息

这个操作是在二层链路的基础上操作的，可以利用ARP欺骗去管理网络，比如通过长角牛网络监控机软件管理网络，通过设置监控范围，进行网络管理

5.绑定ARP

在主机和网关设备上绑定ARP