网络层协议及IP编址

0x00 前言

本节为网络层协议及IP编址内容

IP地址的范围：0.0.0.0-255.255.255.255

IP分为网络位以及主机位。子网划分就是向主机位借位。

网络层协议

• IP
• ICMP（internet Control message protocol）
• IPX

IP协议的作用

• 为网络层的设备提供逻辑地址
• 负责数据包的寻址和转发

什么是封装

协议栈逐层向下传递数据，并添加报头和报尾的过程称为封装。

IP报文格式

数据包分片

什么是数据包分片

将报文分割成多个片段的过程叫做分片

什么是TTL，作用是什么

TTL是生存时间，没经过一台三层设备TTL减1，如果TTL降为0，报文会被抛弃，主要是为了避免出现环路。IPV4中默认是64，v6 128

ICMP的作用

用来在网络设备之间传递各种差错和控制信息，主要用于收集网络信息，诊断和排查各种网络错误

什么是ICMP的重定向

在特定的情况下，当路由器检测到一台机器使用的非最优路由的时候就会发送ICMP重定向报文

IP地址规划的目标是：

• 易管理
• 易扩展
• 利用率高

IP地址规划的原则有

• 唯一性
• 连续性
• 扩展性
• 结构化、业务相关性

知识补充

ip

IP是指互联网协议（Internet Protocol），是一种网络通信协议，用于规定网络中数据的传输方式和地址分配方式。IP是互联网的基础，它定义了在网络中传输数据的规则和格式。

IP地址是用来唯一标识网络中的设备的。它由32位或128位的二进制数字组成，通常以点分十进制的形式表示。IP地址分为公有IP地址和私有IP地址两种类型。公有IP地址是全球唯一的，用于互联网上的设备进行通信；私有IP地址则是在局域网内使用，一般用于家庭或企业内部的计算机设备之间进行通信。

在IP协议中，数据被分割为数据包（Packet）进行传输。每个数据包包含了目的地的IP地址和源IP地址，以及其他一些控制信息。IP协议还负责将数据包从源设备传送到目标设备，通过路由器的转发和路由选择算法来实现。

除了IP协议之外，还有其他协议和技术与之相关，如ICMP（Internet Control Message Protocol）用于传递错误和控制消息，以及TCP（Transmission Control Protocol）和UDP（User Datagram Protocol）用于在IP上建立可靠的数据传输连接。

ICMP

ICMP（Internet Control Message Protocol）是一种用于在IP网络上传输控制消息的协议。它通常与IP协议配合使用，通过发送控制消息来检测网络连接性、进行错误报告和网络状况测量等。

ICMP主要有以下几个功能：

1. 错误报告：当网络中发生错误时，ICMP可以生成相应的错误报告消息，如目的主机不可达、端口不可达等。

2. 网络状况测量：ICMP可以通过发送特定的请求消息来测量网络的延迟和丢包率，常用的包括ping和traceroute命令就是基于ICMP的。

3. 路由选择：通过发送源站选路请求和路由选择报文，ICMP可以帮助选择最佳的路由路径。

4. 重定向功能：当一个路由器接收到一个数据包，发现下一跳路由器有更好的路径时，可以通过发送重定向报文通知发送方使用新的路径。

ICMP消息可以通过IP数据报进行传输，它的头部由一些固定字段组成，包括类型、代码、校验和等字段。不同类型和代码的消息有不同的目的和功能。

IPX

IPX（Internetwork Packet Exchange）是一种网络通信协议，最初由Novell开发用于其NetWare操作系统。它是一种基于面向连接的通信协议，用于在计算机网络中传输数据。IPX协议主要用于局域网（LAN）中的通信，以在网络上的不同设备之间进行数据传输。

IPX协议的工作方式类似于Internet协议（IP），但有一些关键的区别。与IP协议不同，IPX协议使用基于网络地址的寻址，其中每个设备都有一个唯一的网络地址。数据包通过在网络中自动路由来传输，以便到达目标设备。IPX协议还包括一个带有错误检测和确认机制的可靠数据传输协议。

IPX协议在1983年首次发布，并成为NetWare网络的主要通信协议。它提供了一种简单的方式来在网络上进行文件共享和打印机共享，并支持许多其他网络应用程序。然而，随着互联网的普及，TCP/IP协议替代了IPX协议成为通信的主要协议。

尽管IPX协议在现代计算机网络中的使用相对较少，但仍然可以在一些老旧的网络环境中找到它的应用。