网络层（Network）

  • 网络层数据包（IP数据包，Packet）由首部、数据2部分组成
    • 数据：很多时候是由传输层传递下来的数据段（Segment）

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网络层首部 - 版本、首部长度、区分服务

  • 版本（Version）
    • 占4位
    • 0b0100：IPv4
    • 0b0110：IPv6
  • 首部长度（Header Length）
    • 占4位，二进制乘以4才是最终长度
    • 0b0101:20（最小值）
    • 0b1111:60（最大值）

  • 区分服务（Differentiated Services Field）

    • 占8位
    • 可以用于提高网络的服务质量（QoS,Quality of Service）

      网络层首部 - 总长度

  • 总长度（Total length）

    • 占16位
    • 首部+数据的长度之和，最大值65535

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  • 由于帧的数据不能超过1500字节，所以过大的ip数据包，需要分成片（fragments）传递给数据链路层

    • 每一片都有自己的网络层首部（IP首部）

      网络层首部 - 标识、标志

  • 标识（Identification）

    • 占16位
    • 数据包的ID, 当数据包过大进行分片时，同一个数据包的所有片的标识都是一样的
    • 有一个计数器专门管理数据包的ID，每发出一个数据包，ID就加1

  • 标志（Flags）

    • 占3位
    • 第1位（Reserved Bit）：保留
    • 第2位（Don’t Fragment）: 1代表不允许分片，0代表允许分片
    • 第3位（More Fragments）：1代表不是最后一片，0代表是最后一片

      ping - 几个用法

  • ping /？

    • 查看ping的用法
  • ping ip地址 -l 数据包大小
    • 发送指定大小的数据包
  • ping ip地址 -f
    • 不允许网络层分片
  • ping ip地址 -i TTL
    • 设置TTL的值

  • 通过tracert、pathping命令，可以跟踪数据包经过了哪些路由器

    网络层首部 - 片偏移

  • 片偏移（Fragment Offset）

    • 占13位
    • 片偏移乘以8：字节偏移
    • 每一片的长度一定是8的整数倍

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网络层首部 - 生存空间

  • 生存空间（Time To Live）TTL：
    • 占8位
    • 每个路由器在转发之前会将TTL减1，一旦发现TTL减为0，路由器会返回错误报告
    • 观察使用ping后的TTL，能够推测出对方的操作系统，中间经过了多少个路由器

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网络层首部 - 协议、首部校验和

  • 协议（Protocol）
    • 占8位
    • 表明所封装的数据是使用了什么协议

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  • 首部校验和（Header Checksum）
    • 用于检查首部是否有错误