计算机网络基础

Posted 2021-10-13 可能再无晚安

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了计算机网络基础相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

IP数据包格式

网络层功能

定义基于IP协议的逻辑地址，可以更改。
连接不一样的媒体类型。
选择数据通过网络的最好途径。
IP协议头部格式

::: hljs-center

:::

版本：占 4 位，表示 IP 协议的版本。通信双方使用的 IP 协议版本必须一致。目前广泛使用的IP协议版本号为 4，即 IPv4。
首部长度：指的是IP包头长度，4bit。
服务类型：占 8 位，用于区别什么数据包优先级高，什么数据优先级低。
总长度：首部和数据之和，单位为字节。总长度字段为 16 位。
标识：占 16 位。主要为了目的主机组装分段时判断新到的报文分段属于哪个分组，所有属于同一分组的报文分段都包含相同的标识。
标记：长度为3位，从前到后分别是保留位，不可分段位和分段位。
分段偏移：标记该分段在数据报的位置，单位是8个字节，第一个分段的偏移是 0。
生命期：表示数据报在网络中的寿命，占 8 位。该字段由发出数据报的源主机设置。其目的是防止无法交付的数据报无限制地在网络中传输，从而消耗网络资源。
协议：长度为8位，标识上层所使用的协议。
头部校验和：长度为16位，首部检验和只对IP数据包首部进行校验，不包含数据部分。数据包每经过一个中间节点都要重新计算首部校验和，对首都进行检验。
源地址：表示数据报的源 IP 地址，占 32 位。
目的地址：表示数据报的目的 IP 地址，占 32 位。该字段用于校验发送是否正确。
可选项：该字段用于一些可选的报头设置，主要用于测试、调试和安全的目的。
ARP协议

什么是ARP协议

ARP（地址解析协议）是用于根据给定网络层地址，通常是IPv4地址，查找其对应的数据链路层地址，如MAC地址的协议。

ARP协议在TCP/IP协议栈中的位置

由于IP协议中使用了ARP协议，因此通常将ARP协议归为网络层协议。
但ARP协议的用途是从网络层使用的IP地址中解析出在数据链路层使用的硬件地。其消息由数据链路层协议封装，他是在同一局域网内部通信的，从不跨网络节点路由。因此，也可以认为ARP协议是数据链路层协议。

ARP工作原理
PC1想发送数据给PC2，会先检查自己的ARP缓存表。
如果发现要查找的MAC地址不在表中，就会发送一个ARP请求广播，用于发现目的地的 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）。
交换机收到广播后做泛洪处理，除PC1外所有主机收到ARP请求消息，PC2以单播方式发送ARP应答，并在自己的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。
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。
windows系统中ARP命令
```
arp -a          ###查看ARP缓存表
arp -d [IP]     ###清除ARP缓存
arp -s IP MAC   ###ARP静态绑定
```
如提示ARP项添加失败，解决方案：
用管理员模式：电脑左下角“开始”按钮右键，点击“Windows PowerShell(管理员)（A）” 或者进入C盘windows\\system32文件夹找到cmd.exe，右键“以管理员身份运行” 再执行arp -s命令
(1)netsh interface ipv4 show neighbors 或者netsh i i show in <查看网卡接口序号/Idx>
(2)netsh interface ipv4 set neighbors <接口序号> <IP> <MAC>
解除静态绑定
netsh -c i i delete neighbors \'Idx\'
注：动态学习到的ARP的老化时间是120s，并且静态绑定的ARP条目在计算机关机或重启后会消失。
华为系统中的ARP命令
```
[Huawei]dis mac-address             ###查看mac 地址信息
[Huawei]arp static <IP> <MAC>       ###绑定ARP
[Huawei]undo arp static <IP> <MAC>  ###解绑定
<Huawei>reset arp all               ###清除mac地址表
```
ICMP协议

什么是ICMP协议

ICMP，全称“Internet Control Message Protocol”，意思是“网络控制报文协议”。这个协议是属于网络层的协议。

ICMP的主要功能
1. 确认IP包是否成功到达目标地址
2. 通知在发送过程中IP包被丢弃的原因
  ICMP协议报文格式
  
  ICMP（Internet Control Message Protocol）因特网控制报文协议。它是IPv4协议族中的一个子协议，用于IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是在网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然不传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要的作用。
  ICMP协议与ARP协议不同，ICMP靠IP协议来完成任务，所以ICMP报文中要封装IP头部。它与传输层协议（如TCP和UDP）的目的不同，一般不用来在端系统之间传送数据，不被用户网络程序直接使用，除了想Ping和Tracert这样的诊断程序。