网络层

网络互连模型

请求过程

网络分层

网络层

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）

首部一层

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）

总长度（Total Length）

• 占 16 位
• 首部 + 数据的长度之和，最大值 65535
• 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）传输给数据链路层
  • 每一片都有自己的网络层首部（IP 首部）

首部二层

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 16 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 Fragment）：1 代表不是最后一片，0 代表是最后一片

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

ping ke.qq.com -l 4000

抓包工具

ping

• ping /?

  查看 ping 的用法

• ping ip -l 数据包大小

  发送指定大小的数据包

• ping ip -f

  不允许网络层分片

• ping ip -i TTL

  设置 TTL 的值

$ ping www.baidu.com -l 800

ping 发送 800 个字节，首部固定 20 个字节，ICMP 协议数据首部 8 个字节，总计 828 个字节

首部三层

生存时间（Time To Live）

• 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 命令后的 TTL，能够推测出对方的操作系统、中间经过了多少个路由器

$ ping baidu.com -i 1
$ ping baidu.com -i 2

$ tracert baidu.com

$ pathping baidu.com

协议

• 占 8 位
• 表明所封装的数据使用了什么协议

首部校验和

• 用于检查首部是否有错误