解析网络通信：IP数据包、ICMP与ARP协议详解-优快云博客

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文章目录

一、网络层
二、IP数据包格式
三、ICMP协议（Internet控制报文协议）
- - ICMP协议的封装
  - Ping命令
四、arp协议
五、总结

一、网络层

1、网络层的功能

定义了基于IP协议的逻辑地址
连接不同的媒介类型
选择数据通过网络的最佳路径

二、IP数据包格式

协议字段
版本（4bit）：该字段包含的是IP的版本号。目前IP的版本为4（即IPv4），表示为0100
首部长度（4）：用于表示IP数据包头长度
优先级与服务类型（8）：用于表示数据包的优先级和服务类型。通过在数据包中划分一定的优先级，用于实现Qos（服务质量）的要求。
总长度（16）：用以指示整个IP数据包的长度，最长为65535字节，包括包头和数据。
标识符（16）：该字段用于表示IP数据包的标识符，当IP对上层数据进行分片时，它将给所有的分片分配同一组编号，然后将这些编号放入标识符字段中，保证分片不会被错误重组。
标识（3）：和标识符一起传递，对当前的包不能进行分片（当该包从一个以太网发送到另一个以太网时），或当一个包被分片后用以指示在一系列的分片中，最后一个分片是否已发出。
段偏移量（13）：在一个分片序列中如何将各分片连接起来，按什么顺序连接起来。
TTL生命周期（8）：一个数据包每经过一个路由器，TTL将减去1。当TTL的值为0时，该数据将被丢弃。可以防止一个数据包在网络中无限的转发下去。
协议号（8）：该字段用以指示在IP数据包中封装的是哪一个协议，是TCP、ICMP还是UDP，TCP：1、TCP：6、UDP：17
首部校验和（16）：这个字段只检验数据包的首部，不包括数据部分。这是因为数据包每经过一次路由器，都要重新计算一下首部校验和（因为一些字段如生存时间、标志、片偏移等可能发生变化）
源地址（32）：源IP地址，表示接收端的IP地址
目标地址（32）：目标IP地址，表示接收端的IP地址
可选项：可选项字段根据实际情况可变长，可以和IP一起使用的的选项有多个。例如，可以输入创建该数据包的时间等。在可选项之后，就是上层数据。

三、ICMP协议（Internet控制报文协议）

ICMP是一个“错误侦测与回馈机制”
通过IP数据包封装
用来发送错误和控制信息

ICMP协议的封装

ICMP协议属于网路层协议
ICMP数据的封装过程

首先将ICMP头部和ICMP数据

Ping命令

Ping的常用命令

-I参数可以设定pnig包的大小（可用于简单的测试通讯质量）
-a参数可以显示主机名称
t参数会一直不停的执行ping（调试故障或需进行持续连通性测试时应用）Ctrl+C可以中断命令
-n count 要发送的回显求数

四、arp协议

1、什么是arp

ARP协议是地址解析协议是通过解析IP地址得到MAC地址的。

2、IP地址解析为MAC地址

PC1发送数据给PC2，查看缓存没有PC2的MAC地址
PC1发送ARP请求消息（广播）
所有主机收到ARP请求信息
PC2回复ARP应答（单播）
其他主机丢弃
PC1将PC2的MAC地址保存在缓存中，发送数据

简单来说：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地址不在缓存表中，就会发送一个ARP请求广播，用于发现目的地的MAC地址。ARP请求中包括PC1的IP地址和MAC地址以及PC2的IP地址和MAC地址。然后向除了PC1以外所有主机发送ARP请求。PC2收到ARP的信号，知道是寻找自己的，然后在自己的ARP缓存表中记录PC1的IP地址和MAC地址，然后以单播的方式和PC1回应，PC1也会记录PC2的IP地址和MAC地址，而其他主机则丢弃此ARP请求。

3、Windows系统中的ARP命令

arp-a：查看ARP缓存表
arp-d：清楚ARP缓存
ARP绑定

4、ARP攻击与欺骗

攻击原理

欺骗其他所有主机
欺骗被攻击计算机
ARP攻击
ARP攻击发送的时arp应答，但是ARP应答中的MAC地址为虚假地址，所以在其他主机想要进行通讯时，会将目的MAC地址设置成此虚假MAC地址导致无法正常通讯。
列如：张三要给李四打电话，他首先要知道李四的电话号码，这时有人告诉他李四的电话号码时12345678（不存在的号码），于是张三就把电话打到了12345678，这样就找不到李四了。
ARP欺骗
ARP欺骗的最终结果是使得流量通过自身达到监控或控制的目的。