以太网基础-IP、ICMP、ARP协议

一、IP协议

参考:rfc791.txt.pdf (rfc-editor.org)

IP协议(Internet Protocol)是TCP/IP协议族中最核心的协议,提供不可靠的、无连接的、尽力而为的数据报传输服务。

IP报文数据头如下

  •  Version:4bit,4表示IPv4、6表示IPv6
  • IHL:4bit,首部长度,以4字节为单位,如果不带Option字段,则为20。
  • Type of Service:8 bit,务类型。只有在有QoS差分服务要求时这个字段才起作用。
  • Total Length:总长度,16 bit,包括首部和数据之和,单位为字节,最长为65535,当总长度超过数据链路层的最大传输单元MUT时,需要进行分片。
  • Identification:标识,主机每发一个报文,都会在该字段进行加1。当数据包进行分片时,每段分片的标识是相同的。
  • Flags:标志位,3bit。

    标志位:

               0     1      2
            +-----+------+------+
            |  0  |  DF  |  MF  |
            +-----+------+------+
    • Bit 0: 保留位,必须为0。
    • Bit 1: DF(Don't Fragment),能否分片位,0表示可以分片,1表示不能分片。
    • Bit 2: MF(More Fragment),表示是否该报文为最后一片,0表示最后一片,1代表后面还有。
  • Fragment Offset:片偏移,分片重组时会用到该字段。表示较长的分组在分片后,某片在原分组中的相对位置。以8个字节为偏移单位。例如第一个分片包的片偏移为0,分段长度为1480,则第二段的偏移为(1480/8),第三片的偏移为((1480+1480)/8)。具体可参考:TCP/IP协议中分包与重组原理介绍、分片偏移量的计算方法、IPv4报文格式_ip分片偏移量计算-CSDN博客
  • Time to Live:生存时间,8bit。可经过的最多路由数,即数据包在网络中可通过的路由器数的最大值。
  • Protocol:协议类型,8 bit。

  •  Header Checksum:16 bit,首部检验和,只检验数据包的首部,不检验数据部分。这里不采用CRC检验码,而采用简单的计算方法。
  • Source Address:32 bit。
  • Destination Addres:32 bit。
  • Options(可变):选项字段,用来支持排错,测量以及安全等措施。
  • Padding(可变):填充字段,全填0。

二、ICMP协议

CMP是 Internet Control Message Protocol 的缩写,即互联网控制消息协议。它是互联网协议族的核心协议之一。它用于 TCP/IP 网络中发送控制消息,提供可能发生在通信环境中的各种问题反馈,通过这些信息,使网络管理者可以对所发生的问题作出诊断,然后采取适当的措施解决问题。

虽然 ICMP 是网络层协议,但是它不像 IP 协议和 ARP 协议一样直接传递给数据链路层,而是先封装成 IP 数据包然后再传递给数据链路层。所以在 IP 数据包中如果协议类型字段的值是 1 的话,就表示 IP 数据是 ICMP 报文。

ICMP报文格式如图所示,每一个ICMP消息都将包含引发这条ICMP消息的数据包的完全IP包头,ICMP报文则作为IP数据包的数据部分封装在IP数据包内部。ICMP包头中包含的三个固定字段就是源端设备确定发生错误的类型的主要依据。

  • Type字段表示ICMP消息的类型;
  • Code字段表示ICMP消息类型细分的子类型;
  • Checksum字段表示ICMP报文的校验和。

ICMP报文分类。 

Type

Code

描述

查询/差错

0-Echo响应

0

Echo响应报文

查询

3-目的不可达

0

目标网络不可达报文

差错

1

目标主机不可达报文

差错

2

目标协议不可达报文

差错

3

目标端口不可达报文

差错

4

要求分段并设置DF flag标志报文

差错

5

源路由失败报文

差错

6

未知的目标网络报文

差错

7

未知的目标主机报文

差错

8

源主机隔离报文

差错

9

禁止访问的网络报文

差错

10

禁止访问的主机报文

差错

11

对特定的TOS网络不可达报文

差错

12

对特定的TOS主机不可达报文

差错

13

由于过滤 网络流量被禁止报文

差错

14

主机越权报文

差错

15

优先权终止生效报文

差错

5-重定向

0

重定向网络报文

差错

1

重定向主机报文

差错

2

基于TOS的网络重定向报文

差错

3

基于TOS的主机重定向报文

差错

8-Echo请求

0

Echo请求报文

查询

9-路由器通告

0

路由通告报文

查询

10-路由器请求

0

路由器的发现/选择/请求报文

查询

11-ICMP超时

0

TTL超时报文

差错

1

分片重组超时报文

差错

12-参数问题

0

IP报首部参数错误报文

差错

1

丢失必要选项报文

差错

2

不支持的长度报文

差错

13-时间戳请求

0

时间戳请求报文

查询

14-时间戳应答

0

时间戳应答报文

查询

15-信息请求

0

信息请求报文

查询

16-信息应答

0

信息应答报文

查询

ICMP最常见的场景就是使用Ping去查询目的地址是否可以到达

Ping

Ping程序是最常见的用于检测IPv4和IPv6网络设备是否可达的调试手段,它使用ICMP的echo信息来确定:

  • 远程设备是否可达;
  • 与远程主机通信的来回旅程(round-trip)的延迟;
  • 报文包的丢失情况

 三、ARP 协议

 ARP(Address Resolution Protocol,地址解析协议)是用来将IP地址解析为MAC地址的协议。主机或三层网络设备上会维护一张ARP表,用于存储IP地址和MAC地址的映射关系,一般ARP表项包括动态ARP表项和静态ARP表项。

为什么需要ARP?

在局域网中,当主机或其它三层网络设备有数据要发送给另一台主机或三层网络设备时,需要知道对方的网络层地址(即IP地址)。但是仅有IP地址是不够的,因为IP报文必须封装成帧才能通过物理网络发送,因此发送方还需要知道接收方的物理地址(即MAC地址),这就需要一个通过IP地址获取物理地址的协议,以完成从IP地址到MAC地址的映射。地址解析协议ARP即可实现将IP地址解析为MAC地址。

ARP 工作的基本流程

ARP 工作流程分为两个阶段,一个是 ARP 请求过程,另一个是 ARP 响应过程。

工作流程如下所示。
 

ARP协议工作流程-请求示意图


 

ARP协议工作流程-响应示意图


在上面图片中,主机 A 的 IP 地址为 192.168.1.1,主机 B 的 IP 地址为 192.168.1.2。

主机 A 与主机 B 进行通信,需要获取其 MAC 地址,基本流程如下:

  • 主机 A 以广播形式向网络中所有主机发送 ARP 请求,请求包中包含了目标 IP 地址 192.168.1.2。
  • 主机 B 接收到请求,发现自己就是主机 A 要找的主机,返回响应,响应包中包含自己的 MAC 地址

 ARP报文格式

 

ARP请求和应答报文格式

报文的长度是42字节。前14字节的内容表示以太网首部,后28字节的内容表示ARP请求或应答报文的内容。报文中相关字段的解释如下图所示。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mfbz.cn/a/593932.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

上位机图像处理和嵌入式模块部署(树莓派4b和qt应用全屏占有)

【 声明:版权所有,欢迎转载,请勿用于商业用途。 联系信箱:feixiaoxing 163.com】 我们都知道,嵌入式应用一般都是为了某一个特定应用而存在的。也就是说,和pc不同,这个嵌入式板子一般都是为了解…

关于YOLO8学习(二)数据集收集,处理

前文 关于YOLO8学习(一)环境搭建,官方检测模型部署到手机 简介 本文将会讲解: (1)如何通过三方网站,获取可用于训练的数据源 (2)通过三方网址,选择合适的手机,通过手动标注,转换为可用于训练的数据源 开发环境 win10、python 3.11、cmake、pytorch2.0.1+cu117…

大厂案例 - 通用的三方接口调用方案设计(中)

文章目录 Pre阿里云华为云【AK和SK生成方案】最佳实践1. 创建API密钥管理系统2. 生成AK和SK3. 存储和管理AK和SK4. 提供API密钥分发机制5. 安全性6. 其他注意事项 DB Model Design表结构Next考虑其他建议 API接口设计指导1. 使用POST作为接口请求方式2. 客户端IP白名单3. 单个接…

[C++核心编程-02]----C++引用详解和使用方法分析

前言 在C中,引用是一个别名,它允许将一个已存在的变量或对象用不同的名称来访问。引用在定义时必须初始化,并且一旦初始化就不能再绑定其他对象,因此引用在声明时被初始化后就不能再改变引用对象。引用使用&符号进行声明。 引…

Game Theory In Competitive Programming|Part1 (原创)

Game Theory In Competitive Programming|Part1 在算法竞赛中,博弈论是一个经常出现的题目类型。通常是两个人在给定规则下,每个人都按照最优策略进行博弈,我们的任务是找出获胜者。这通常是贪心算法、动态规划等算法的混合。下面&#xff0c…

Apache和Nginx的区别以及如何选择

近来遇到一些客户需要lnmp环境的虚拟主机,但是Hostease这边的虚拟主机都是基于Apache的,尽管二者是不同的服务器软件,但是大多数情况下,通过适当的配置和调整两者程序也是可以兼容的。 目前市面上有许多Web服务器软件,…

哈希表实现-哈希桶法

哈希桶方法 由于直接定值法实现哈希表有着明显的弊端——如果多个节点的hash值相同会往后堆积,所以衍生出哈希桶方法 我们的哈希表设置成一个结点指针数组,每个哈希值对应的是一串链表,形状就像一个一个的桶我们就会把hash值相同的节点放到一…

宝塔怎么配置nginx

宝塔怎么配置nginx 1.找到nginx配置位置 2.修改nginx.conf文件 3.重启nginx

21岁的人生赚51W!拒绝捞男捞女,翻身也要爱惜身体!——早读(逆天打工人爬取热门微信文章解读)

身体是革命的本钱 引言Python 代码第一篇 卢克文工作室 捞女在今天的中国是怎样的存在第二篇 人民日报 来啦 新闻早班车要闻社会政策 结尾 我将我的健康视为生活的基石 不会为了短暂的成功而牺牲 我珍惜身体 知道健康是实现梦想的前提 引言 这里毕竟是一个程序员的代码学习平台…

基于SpringBoot实现各省距离Excel导出实战

目录 前言 一、列表及图表信息展示 1、数据过滤调整 2、信息列表及图表展示 3、Excel写入 二、界面可视化 1、Echarts图表和列表展示 2、城市详情和下载功能设计 三、成果展示 1、图表展示 2、部分城市数据分析 总结 前言 今天是五一黄金周假期第二天,不知…

Redis(Jedis和SpringBoot整合Redis)

文章目录 1.Jedis1.介绍2.环境配置1.创建maven项目2.pom.xml引入依赖3.新建一个包并创建一个文件 3.Jedis远程连接到Redis1.Redis放到服务器可以连接的前提条件2.为Redis设置密码1.编辑配置文件2.找到 requirepass3.设置密码为root4.重启Redis,在shutdown的时候报错…

R语言实战——中国职工平均工资的变化分析——相关与回归分析

链接: R语言学习—1—将数据框中某一列数据改成行名 R语言学习—2—安德鲁斯曲线分析时间序列数据 R语言学习—3—基本操作 R语言学习—4—数据矩阵及R表示 R语言的学习—5—多元数据直观表示 R语言学习—6—多元相关与回归分析 1、源数据 各行业平均工资变化 各地区平均工资…

常用算法介绍

1. 冒泡排序:冒泡排序是一种简单的排序算法,它的基本思想是比较相邻的两个元素,如果顺序错误就交换它们的位置,直到所有元素都按照升序排列。 2. 快速排序:快速排序是一种高效的排序算法,它的基本思想是选取…

内网端口转发与代理

思路:渗透的前提是双方能够建立通信。目前无法和win7建立通信,但是拿到了windows2003的权限,所以可以在Windows2003主机上面建立节点,作为跳板机去访问到内网。 目前状态:控制win2003(IP:192.1…

基于JSP的人才公寓管理系统

目录 背景 技术简介 系统简介 界面预览 背景 随着互联网的广泛推广和应用,人才公寓管理系统在网络技术的推动下迅速进步。该系统的设计初衷是满足住户的实际需求,通过深入了解住户的期望,开发出高度定制化的人才公寓管理系统。利用互联网…

如何进行Go语言的性能测试和调优?

文章目录 开篇一、性能测试1. 使用标准库中的testing包2. 使用第三方工具 二、性能调优1. 优化算法和数据结构2. 减少不必要的内存分配和垃圾回收3. 并发和并行 结尾 开篇 Go语言以其出色的性能和简洁的语法受到了广大开发者的喜爱。然而,在实际开发中,…

39.乐理基础-拍号-认识音符

拍号是一个分数的形式,如下图篮色的圈圈里的东西,但它的实际意义和分数没什么关系,只是外观上是一个分数的形式 单独拿出拍号,如下图: 然后接下来只要搞懂什么是 Y分音符、一拍、小节就可以了。 音符: 控…

Java | Leetcode Java题解之第67题二进制求和

题目&#xff1a; 题解&#xff1a; class Solution {public String addBinary(String a, String b) {StringBuffer ans new StringBuffer();int n Math.max(a.length(), b.length()), carry 0;for (int i 0; i < n; i) {carry i < a.length() ? (a.charAt(a.leng…

特征提取(Feature Extraction)常见统计特征笔记(三)

统计特征是描述数据集中值的一组量&#xff0c;通常用于了解数据的分布、集中趋势和变异程度。常见的统计特征包括均值、中位数、众数、标准差、方差等。下面会详细解释每个统计特征&#xff0c;并给出相应的Python代码。 1、均值&#xff08;Mean&#xff09;&#xff1a;所有…

分布式存储 Ceph 的演进经验

从 2004 年到今天&#xff0c;Ceph 的存储后端一直都在演变&#xff0c;从最开始基于 B 树的 EBOFS 演变到今天的 BlueStore&#xff0c;存储后端已经变得非常成熟&#xff0c;新的存储系统不仅能够提供良好的性能&#xff0c;还有着优异的兼容性。我们在这篇文章中将要简单介绍…
最新文章