网络协议 - 网络层

• 本文主要介绍网络层的数据段，重点介绍网络层首部相关信息。

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#网络层简介

• 数据：很多时候是由传输层传递下来的数据段（Segments）（IP、ICMP和ARP协议就是网络层协议，不涉及运输层）

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#网络层首部 - 版本、首部长度、区分服务、总长度

• 版本（Version）

  • 占4位
  • 0b0100：IPv4
  • 0b0100：IPv6

• 首部长度

  • 占4位，二进制转十进制值乘4才是最终长度
  • 0b0101 -> 20(min)
  • 0b1111 -> 60(max)
  • 可变部分最多是40字节

• 区分服务（Differentiated Services Field）

  • 占8位
  • 用于提高网络服务质量（QoS, Quality of Service）

• 总长度

  • 占16位
  • 首部 + 数据的长度之和，最大值是 65535（IP数据包MAX长度）字节
  • 帧的长度不能超过1500字节，所以帧的数据部分中网络层数据部分最大长度是1500 - 20 = 1480字节，而且在传输给数据链路层的过程中就需要分片（fragments），其中米都有自己的网路层首部（IP首部）。

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#网络层首部 - 标识、标志、片偏移

• 标识（Identification）
  • 占16位
  • 数据包的ID,当数据包过大进行分片时， 同一数包的标识时一样的，用于代表
  • 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， 超出范围（65535）就会重新开始。
• 标志（Flags）
  • 占3位
  • 第一位（0… = Reserved bit: Not set）保留位
  • 第二位（.1. = Don’t fragment: Set）1表示允许分片
  • 第三位（…0 = More fragments: Not set）0代表是最后一片
• 片偏移（Fragment offset）
  • 占13位
  • 片偏移乘以8就是字节偏移
  • 每一片的长度时8的整数倍（片偏移 = 片的长度/8, 因为13位不一定存得下）

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#ping 的几个用法，wireshark抓包

• 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 不允许分片

• ping ip地址 -i TTL数值

• tracert pathping
  
  

  

  

  

  

  

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#网络层首部 - 生存时间、协议、首部校验和

• 生存时间（Time To Live， TTL）

  • 占8位
  • 每个路由器转发前TTL减1，一旦发现TTL为0，路由器就会返回错误报告（防止路由表配置错误占用带宽）^[1]

  

• 协议（Protocol）

  • 占8位
  • 表明网络层封装的数据使用的协议
    

• 首部校验和（Header Checksum）

  • 用于检测首部是否有错误

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1. 1.带宽一词最初指的是电磁波频带的宽度，也就是信号的最高频率与最低频率的差值。目前，它被更广泛地借用在数字通信中，用来描述网络或线路理论上传输数据的最高速率 ↩