本章主要介绍了网络层协议中的IP数据包形式，以及ICMP，ARP协议的介绍
网络层的功能
- 定义了基于IP协议的逻辑地址
IP协议主要内容有：
ARP（地址解析协议）： 是将IP地址转换成物理mac地址的协议
ICMP协议（网际控制报文协议）：平时的主要操作有“ping”用于测试网络的连通性
RARP（逆地址解析协议）：是根据物理mac地址转换成IP地址的协议
IGMP（网际组管理协议）：一个组播 协议这个协议运行在主机和组播路由器之间
2.用于连接不同的媒介类型
即将交换机，路由器，计算机等设备连接在一起
3.选择数据通过网络的最佳路径
即网络路径的择优，选择传输线路短，传输速度快的路径进行传输
IP数据包的格式
版本号（4bit）：指IP协议，一般使用IPv4协议（表示为0100），IPv6协议使用少的原因是老设备目前不支持，难推广
通信双方使用的版本需要一致才能通信
首部长度（4bit）：IP数据包的包头长度
优先级与服务类型（8bit）：该字段表示数据包的优先级与服务类型，如果遇到数据拥堵可以根据该字段进行数据先后的传输
总长度（16bit）：指IP数据包的总长度，最长为65535个字节，包括包头和数据。
标识符（16bit）：当IP对上层数据进行分片时，他会将所有分片数据分配一组编号，然后将编号放入标识符字段中，保证分片不会错误地重组，以便接收节点可以重组被分片的数据包
标识（3bit）：和标识符一起传递，指示不可以被分片或者最后一个分片是否发出。标识的功能：1.数据小的不需要分片的会加上标识告知不需要分片；2.告知所有分片数据已经传输完成
段位偏移量（13bit）：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。即分片数据不一定按顺序传输完毕，段位偏移量保证了数据传输完毕后按照正确顺序连接起来。
TTL生命周期（8bit）：可以防止一个数据在网络中无限循环的转发下去，每经过一个路由器-1，当TTL为0时，该数据将会被丢弃（0-255）。举例：当一个数据传输出去后，无法找到目的地，这个数据将会一直在设备之间循环发送，生命周期可以保证这个数据不会无意义的在设备中循环，一直占用网路资源。
协议号（8bit）：指上层数据使用的协议（ICMP:1,TCP:6,UDP:7）
首部校验和（16bit）：这个字段只检验数据报的首部，不包括数据部分。
源地址（32bit）：源ip地址，表示发送端的IP地址
目标地址（32bit）：目标ip地址，表示接收端的IP地址
可选项（40bit的可变长部分）：选项字段根据实际情况可变长，可以和IP一起使用的选项有多个。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
ICMP协议
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ICMP是一个“错误侦测与回馈机制”
ICMP的主要作用是测试网络的连通性
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通过IP数据包封装的
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用来发送错误和控制信息
ICMP协议的功能： Ping：Ping是网络设备、Windows、Unix和Linux平台上的一个命令，其实是一个小巧而实用的应用程序，该应用基于ICMP协议。
Ping常用于探测到达目的节点的网络可达性。
Ping的选项有以下几种
1.显示自己的IP地址：ipconfig
从上图观察可以得到关于自己计算机的本地IP地址以及子网掩码包括网关的内容
2.显示帮助命令：ping --help（可以出现相关命令菜单协助操作）
3.将地址解析为主机名：ping -a IP地址
如上图所示查询本机的IP地址为169.254.478.45然后进行如下操作
可以看到通过这段命令，本机的IP地址以及转换成了主机名
4.发送缓冲区大小（即指定数据包的大小进行传输）：ping -l 包的大小 IP地址
我们将包的大小设置成50字节进行一次操作，设备会进行一次大小为59字节的数据传输
5.超时等待时间（即如果超出等待时间，数据包未传输成功，则将数据收回，避免浪费网络资源）：
ping -w 指定等待时间（默认是秒：2 ） IP地址
6.指定ping几次：ping -n 次数 IP地址
如上图所示，根据命令只ping了4次
7.追踪，设定经过几个路由设备：tracert IP地址
如上图所示可以看到该命令可以追踪到数据传输经过几个路由设备，由于ping的是本机IP地址所以经过设备只有1，如果在ping的过程中有数据发送失败的，可以根据失败的IP地址查询到相应的设备是否存在问题。
总结
以上ping的多种用法，ping的通是一定可以通信的，ping不通也不代表网络一定是不通的。
