网络层协议

网络层功能：实现端到端主机之间的数据传输。

关键词：路由（网络中选择路径）；IP编址；分组转发

网络层的数据单位（PDU）：包 packet

网络层协议的两个版本：

IPV4 和IPV6：

对比TCP/IPv4和TCP/IPv6 ：

TCP/IPv6的网络层：没有ARP协议和IGMP，而出现了ND和MLD协议。

总体目前TCP/IPv4网络层的协议有：ARP、IP、ICMP、IGMP协议

IP协议（Internet Protocol）

1）寻址：寻找路由进行数据转发。

2）数据报的封装：封装后形成IP数据报。

3）分片与重组：IP数据报根据MTU的大小可以在源、目的节点进行拆分和重组。

   （MTU：不同数据链路层的MTU大小不同，若数据包大于即将要传输的链路就需要分片，然后再重组）

IP可实现分组交换：

是指在网络中路由器转发IP分组的物理传输过程与数据报转发交付机制。

分组交付可分为直接交付和间接交付两类：

    直接交付：对于主机来说，就是目的主机在一个网段的传输。对于路由器来说，就是无需借助其他路由器就可以到达的目的网络，即到达路由器的直连网络。

    间接交付：对于主机来说，就是目的主机在不同网段的传输。对于路由器来说，就是必须借助其他路由器才能到达目的网络。

IP的特点：

1）IP是一种不可靠、无连接的数据报传送服务协议。

2）IP是点对点的网络层通信协议。

3）IP的介质无关性。

IPV4报头：（范围：20-60B）

IP包：{IP报头+传输层分段}

  对各报头字段要认真领会！

  认真理解标识、标志、片偏移！

          生存时间TTL！

ICMP协议（Internet Control Message Protocol）即Internet控制报文协议。

功能：

TCP/IPv4网络层的一个协议。用于在IP主机、路由器之间传递控制消息，以提高成功发送率。

ICMP报文的类型和代码所代表的含义：

ICMP的应用举例：

• ICMP使用分组网间探测命令ping测试两个主机之间的连通性。
• ping命令使用ICMP回应请求与应答报文。

Ping命令：网络中测试主机间的连通性。

！使用仿真模拟器，抓包去分析来细致体会协议要素。

IGMP（Internet Group Management Protocol），Internet组管理协议。

功能：在IPv4环境中提供组管理的协议，参加多播的主机和路由器利用IGMP交换多播成员资格信息，以支持主机加入或离开多播组播。

工作原理：

IGMP报文主要进行组成员的查询和报告，IGMP采用两种消息报文。

1. 成员关系查询：路由器周期性地向自己的所有接口发送一般查询报文，以了解多播组的存在。
2. 成员关系报告：主机用该消息响应路由器的查询，报告自己加入的组，主动发送成员关系报告。