深入理解IP协议.pdf

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深入理解IP协议

TCP/IP 协议网络层 1. 网络层的作用? 2. 网络层有哪些协议? 3. IP 数据包的格式? 4. IP 数据包传输的过程? 5. 为什么需要ARP 协议? 6. ARP 协议通信过程是怎么样的?(ARP 协议如何控制网络?) 7. 数据包的最大值?(分片的地方?分片重组的地方?分片的原则?) 8. 数据包在局域网内怎么从一台主机传送到另外一台主机? 9. 数据怎么实现跨网段传输?(路由如何实现跨网段传输?) 10. 什么是默认网关? 11. 代理ARP 的作用? 12. 数据跨网段传输时在路由器中的具体情形?(所谓的穿过路由是指什么?) 13. 数据包路由的过程? 14. 为什么需要ICMP 协议?(ICMP 协议差错控制与TCP 差错控制对比) 15. 什么是ICMP 协议? 16. ICMP 协议有哪些数据包?(Ping 程序的实现?trancerouter 程序的实现?) 一。网络层的作用: TCP/IP 协议栈的Internet 层主要负责处理主机到主机的通信,决定数据包如何交付:是交 给网关(路由器)还是交给本地端口。 二。网络层的协议及作用: 网际协议IP:用来路由 网际控制报文协议ICMP:给IP 层提供一定的可靠性 地址解析协议ARP : 反向地址解析协议RARP 三。IP 数据包格式: 版本(4 ) 头长度(4 )服务类型(8 ) 总长度(16) 标识(16) 标志(3 ) 段位移(13) 生存期(8 ) 协议(8 ) 头校验和(16) 源IP 地址(32) 目的IP 地址(32 ) IP 选项(0 或者32) 数据 四。数据包传输的过程 首先,传输层将封装好的数据交给Internet 层,Internet 层收到数据后,将数据封装成一个 IP 数据包。 注意协议之间的底层无关性:Internet 层封装上层数据包时,不关心不管上层传给他的是 UDP 数据包还是TCP 数据包,都将上层传来的数据封装为IP 数据包。同样,传输层在封 装用户信息流时也是同样的不关心上层数据的内容。 五。为什么需要ARP 协议? IP 数据包要想继续向下发送,就必须转化为在物理设备上传输的数据帧。 在物理设备上传输数据时,数据包首先是被网卡接收,如果网卡接收到的数据包的硬件地址 与本机不符,则直接丢弃,如果相符,再交由上层协议处理的。而在我们的网络通信中,源 主机的应用程序知道目的程序的IP 地址和端口号,却不知道目的主机的硬件地址,因此在 通讯前必须获得目的主机的硬件地址。ARP 协议就起到这个作用。 六。ARP 协议通信过程? 每台机器上都维护着一个ARP 缓存表,保存着IP 地址到MAC 地址的映射 注意:缓存表中的记录有过期时间T,如果T 时间内没有再次使用某条记录,则该记录失效, 下次使用时,还要再次发ARP 请求来获得目的主机的硬件地址。 作用:因为我们的机器需要和大量机器通信,如果没有过期机制的话,显然将会产生巨大的 记录量,降低效率。 主机A 要和主机B (192.168.0.1)通信,则先查询主机A 中的ARP 缓存表,看是否有该 记录,如果有,则取出对应MAC 地址。 如果缓存中没有该记录,主机A 发出ARP 请求,询问“IP 地址是192.168.0.1 的主机的硬件 地址是多少”,并将这个ARP 请求广播到本地网段(本地网段的任何一个主机都可能是接受 者,所以用广播, 广播的目的MAC 地址为:FF:FF:FF:FF:FF:FF)主机B 收到广播的ARP 请 求,发现其中的IP 地址(192.168.0.1)与本机相符,发送一个ARP 应答数据包给源主机, 将自己的硬件地址填写在应答包中,主机A 接收ARP 应答,提取MAC 地址,并且将IP 和 MAC 映射存入ARP 缓存。 对于其他主机,虽然这个ARP 请求可能与它无关,但ARP 协议软件也会把其中的源MAC 地址与源IP 地址的映射记录下来,这样做能够有效的减少ARP 请求在局域网的发送次数。 ARP 欺骗的原理: 通过以上的知识,我们可以知道,主机A 要和主机B 通信,必须请求得到主机B 的MAC 地址,而MAC 地址,又是通过ARP 请求来得到的。又,根据ARP 请求的广播机制,与非 接收主机也会讲收到的ARP 请求存入自己的ARP 缓存。那么,我们可以

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