网络层的功能
数据封装时，在网络层封装IP地址头，形成IP数据包。IP数据包格式（分为20字节固定部分，表示每个IP数据包必须包含的部分，以及40字节可变长度部分）
尖端：
根据TTL的返回值判断系统类型
ICMP 协议
ICMP（中间控制消息协议）是IP协议的一个辅助协议。
ICMP协议用于在网络设备之间传输各种错误和控制信息，在收集各种网络信息、诊断和排除各种网络故障等方面起着至关重要的作用。
ICMP功能：检测网络的双向连通性
ping 的格式
ping 空间 IP 地址 [选项]
-l指定数据包的大小
描述
回音回复
网络不可达
主机无法访问
协议无法访问
端口不可达
11
暂停
回声
Ping 失败：icmp 禁用了 icmp 协议
type 表示类型
代码代表具体情况
排错思路，当你的服务出现问题时，网络
平
功能：Ping
Ping是网络设备上的一个命令，Unix和Linux平台，其实是一个基于ICMP协议的实用小应用。
Ping 通常用于检测网络到目标节点的可达性。
Ping 选项：
显示您的 IP 地址
ping --help 显示帮助命令
-t 长平
-l size发送缓冲区大小。
-w 超时等待时间
-n 指定 ping 的次数
ping -t ip 地址长 ping ctrl+c 停止
ping -l 指定数据包大小（1600 2000）ip地址
ping -w 指定等待时间（默认为秒：2）ip地址
ping -n 指定次数 (5) ip地址
提示：
Ping 肯定成功
Ping 失败并不一定意味着网络故障
还有 icmp 协议
192.168.1.144 192.168.1.152
IP地址
192.168.1.152
通过多个路由设备
追踪
广播域 = 一个网络段
IP地址获胜
Linux 的 IP 地址
冲突域
冲突域是一个以太网术语，指的是这样一种网络情况：当某个网段上的一台设备发送数据包时，该物理网段上的所有其他设备都必须听到该数据包。这种情况很糟糕，因为如果同一物理网段上的两台设备同时传输数据，就会发生冲突（即两台设备的数字信号会在线路上互相干扰），导致设备不得不稍后重新传输数据。冲突会对网络性能产生严重的负面影响，因此必须不惜一切代价避免冲突。上述情况通常发生在集线器环境中，其中所有主机都连接到集线器，形成冲突域和广播域。这引出了我们在第 1 章中讨论的问题：什么是广播域？
总结：
冲突域：当两台设备同时发送消息，互相干扰，那么它们就处在同一个冲突域中
广播域
广播域的书面定义如下：广播域是网络段中的一组设备，它们侦听该网络段上发送的所有广播。广播域的边界通常是物理介质，例如交换机和路由器，但广播域也可能是一个逻辑网络段，其中每个主机都可以通过数据链路层（硬件地址）广播访问所有其他主机。介绍完广播域的基本概念后，我们来看看半双工以太网使用的冲突检测机制。
总结：
广播域：当一台机器发出广播时，所有能收到该消息的机器都在同一个广播域内。
默认情况下，交换机的所有端口都属于同一个广播域。
路由器的每个端口都是一个独立的广播域
1. 检测地址冲突
2.将IP地址转换为MAC地址
arp 协议
arp协议是什么
ARP协议就是通过解析IP地址得到MAC地址的地址解析协议（ ），是网络协议包中一个极其重要的网络传输协议，它和网卡的关系非常密切。在TCP/IP分层结构中，ARP被划分到了网络层。为什么呢？因为在网络层，源主机和目的主机都是通过IP地址来标识的，而所有的数据传输都依赖于网卡底层的硬件，也就是链路层。那么就需要将这些IP地址转换成链路层能够识别的东西。所有的链路都有自己的一套寻址机制，比如以太网中就是用MAC地址来寻址，来标识不同的主机。那么就需要有一个协议把IP地址转换成MAC地址。于是，ARP协议就出现了。所有的ARP协议都是应用在网络层，它是连接网络层和链路层的重要枢纽，每当有数据要发送的时候，都需要通过ARP协议把IP地址转换成MAC地址。在IP层以上，它们只识别IP地址，从不和硬件打交道。
ARP 协议如何工作？
为了实现IP地址与MAC地址的查询与转换，ARP协议引入了ARP缓存表的概念。每个主机或者路由器都会维护一个ARP缓存表（ARP表），里面包含了IP地址与MAC地址的映射关系，表中记录了其他主机的IP地址到MAC地址的映射关系。如上图所示，它们是主机在近期运行过程中获取到的IP地址到其他主机的MAC地址的映射关系。当需要发送数据时，主机会根据数据报中的目标IP地址信息，在ARP缓存表中查找对应的MAC地址，最终通过网卡将数据发送出去。ARP缓存表中包含一个生存期值（TTL，又称生存时间），这个生存期值会记录每个ARP表项的生存时间，当生存时间到时，就会从缓存表中删除。从一条条目被放入ARP缓存表开始算起，通常一条条目的生存时间一般为10分钟，当然这些生存时间是可以任意设置的，我们一般采用默认即可。
检测地址冲突：
免费 ARP：
当设备获取到IP地址的时候，会自动发送免费ARP，检查是否有设备正在使用这个地址。
工作原理（结合开关原理）
1. 以局域网内两台主机通信为例讲解原理
ARP解析过程：当PC1要向PC2发送数据时，它首先检查自己本地的ARP缓存表中是否存在主机PC2的MAC地址，如果在PC1的缓存中没有找到对应表项，就会询问主机PC2的MAC地址，从而向本地网络中的所有主机广播ARP请求帧，该帧中包含源主机PC1的IP地址和MAC地址。本地网络中的所有主机收到该ARP请求后，检查是否与自己的IP地址匹配，如果发现请求中的IP地址与自己的IP不匹配，则丢弃该ARP请求。主机PC2判断ARP请求中的IP地址与自己的IP地址匹配，将主机PC1的地址和MAC地址添加到本地的缓存表中，主机PC2将包含自己MAC地址的ARP应答报文直接发回给主机PC1（该数据帧为单播）。主机PC1收到PC2发送的ARP应答报文后，将PC2的IP地址和MAC地址添加到自己的ARP缓存表中。 本地缓存是有生存期的，默认ARP缓存表有效期为120s，当超过有效期后会重复上述过程。一旦确定了主机PC2的MAC地址，主机PC1就可以向主机PC2发送IP信息了。
精简版
ARP工作原理：
PC1 要发送数据给 PC2，会先检查自己的 ARP 缓存表，如果终端设备发现要查找的 MAC 地址不在表中，就会发送 ARP 请求广播来查找目的 MAC 地址。ARP 请求报文中包括 PC1 的 IP 地址和 MAC 地址，以及 PC2 的 IP 地址和目的 MAC 地址（本例中为广播 MAC 地址 FF-FF-FF-FF-FF-FF）
交换机收到该广播后进行泛洪处理，除PC1外的所有主机都收到该ARP请求报文，PC2以单播方式发送ARP应答，并将PC1的IP地址与MAC地址的对应关系缓存在自己的ARP表中，其他主机则丢弃该ARP请求报文。
PC1将PC2的IP地址和MAC地址的对应关系添加到自己的ARP表中，并以单播方式与PC2进行通信。
ARP 数据包
如何查看arp缓存表（静态arp和动态arp）
arp -a ###查看arp缓存表 arp -d ###不加ip清除所有 arp -d [IP] ###加ip 只删除改Ip arp -s IP MAC ###删除arp静态绑定
如果提示ARP项添加失败，解决办法是：a.使用管理员模式：右键电脑左下角“开始”按钮，点击“（管理员）（A）”或者进入C盘\文件夹找到cmd.exe，右键“以管理员身份运行”然后执行arp -s命令：
绑定arp（win10） cmd中输入 netsh -c i i show in #查看网络连接准确名称，如：本地连接、无线网络连接 netsh -c “i i” add neighbors 19 “IP” “Mac”，这里19是idx号。//绑定 netsh -c “i i” delete neighbors 19，这里19是idx号。 //解绑 netsh interface ipv4 set neighbors <接口序号>
动态ARP表项老化：如果表项中的ARP映射关系在一段时间内没有被使用，则会被删除。通过及时删除不活跃的表项，可以提高ARP响应效率。
华为系统中的ARP命令 []dis mac- ## #查看mac地址信息 []arp ## #绑定ARP []undo arp ###解除绑定 reset arp all ###清空mac地址表
ARP 攻击和欺骗
ARP 攻击
2.中间有一个交换机，完整的通讯过程是怎样的？
ARP报文（抓包分析）
重点是源ip、目标ip、源mac、目标mac
目标 MAC 地址：54:89:98:0F:2B:BE
源 MAC 地址：54:89:98:5B:5B:8A
帧类型：--长度为2个字节，代表ARP数据包
硬件类型：——长度为2字节，表示网络类型；以太网值为1
协议类型：--长度为2字节，表示要映射的协议地址类型，值为，表示基于IP地址映射
硬件地址长度：0x06——长度为1个字节，表示硬件地址的长度；该值为0x06，即以太网中的MAC地址长度为6个字节
协议地址长度：0x04——长度为1个字节，表示协议地址的长度；该值为0x04，即以太网中IP地址长度为4个字节
op: --长度为2字节，表示ARP报文类型；值为1，表示请求报文；值为
2、表示ARP应答报文
发送方MAC地址：54:89:98:5B:5B:8A（消息体发起者）
发件人 IP 地址：0A:00:00:02（转换为 10.0.0.2）
目标 MAC 地址：54:89:98:0F:2B:BE
目标 IP 地址：0A:00:00:01（转换为 10.0.0.1）