4、IP包头分析、3层网络层路由器、静态路由

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一、IP包头分析

网络层的IP包头协议
IP数据包头部20字节——60字节,可选项占40字节。 1字节=8比特
IP数据包格式
 版本号:IP版本,告诉发送方在生成IP包头的时候,源地址目标地址使用的版本是IPv4还是IPv6(IPv6地址长度128位)
 首部长度:IP包头长度,发送端给接收端的信号
 优先级与服务类型: 即QOS用来 做限速 或 保证带宽
 总长度:上三层(345)的总长度,首部长度就是3层IP包头的长度
 标识符:区分不同IP分配数据流
 段偏移量:决定IP分片的先后顺序。第一个分片段偏移量为0,第二个1480 段偏移量被攻击时:使客户端重组失败
    IP分片:对IP包进行切片 IP分片攻击:通过段偏移量字段攻击,篡改段偏移量,让客户端尝试重组失败
 TTL生存时间(time-to-live):0—255 单位是数量 作用:防止数据包在互联网上无限循环。因为这个包已经到不了目的地,但是漫无目的地循环下去
   ping 127.0.0.1 就是ping自己 ping他ping不通,可能网卡坏了
   tracert :tracert www.baidu.com 跟踪从本地到目标经过多少跳
 协议号:协议字段,用来标识封装的上层数据是UDP还是TCP。协议号为6往TCP解封装,协议号为17往ARP解封装,协议号为1往ICMP走
首部校验和:是校验IP首部,FCS用来教研帧头

二、网络层的基本功能

网络层常见协议:ICMP、IP、ARP
网络层的基本功能
   ①提供了逻辑地址(IP地址)
   ②根据IP地址进行选择最佳路径并转发
数据链路层基本功能
   ①帧包装、帧传输
   ②帧的差错恢复
路由概述

三、路由器

路由器、路由、路由表、路由条目

网络层的设备:路由器:根据目标IP进行路由,能够将数据包转发到正确的目的地,并在转发过程中选择最佳路径的设备。
路由器:根据目标IP进行路由——路由:根据IP地址进行最佳路径的选择的过程——路由的依据靠路由表——路由表不出现IP只出现网段——路由表的形成靠直连路由条目/非直连路由条目——非直连路由条目:静态路由默认路由浮动路由
路由器基本功能:路由、ACL、NAT、VPN ,本职工作是路由

路由器基本原理

  ①路由器根据路由表来转发数据(且路由表是唯一转发依据) (交换机根据目MAC转发数据)
  ②根据路由表匹配目标IP,若匹配成功则路由出去,若匹配失败,丢弃数据,并返回错误信息。

路由表形成

  ①直连路由条目 C:接口配置IP并up(no shutdown)即可,自己形成,无需手工配置
  ②非直连路由条目 S:需通过静态或动态形成。

手工配的 ip add 都是静态路由。静态路由有:①静态路由 ②默认路由 ③浮动路由
浮动路由:通过管理距离值调整优先级,实现备份电路自动切换。电路备份有:链路备份、服务器备份

路由器完整原理

待完善,学习ARP后可理解
  ①一个帧到达路由器后,首先检查帧中目标MAC地址是否是本接口的MAC,如不是则丢弃,如是则解封装并将IP包移动到路由器内部。
  ②将IP包中目标IP与路由表进行匹配,如匹配路由表不成功,则丢弃,返回ICMP错误消息;若成功,则将数据路由到相应的出口,再封装帧头帧尾
  ③检查ARP缓存中是否有下一跳的MAC,如有则重新封装出去;如没有,则发送ARP请求广播报文获取下一跳的MAC,并记录到ARP缓存表中,再重新封装数据帧发送出去。

交换机控制不了广播,路由器可以控制广播。广播到了路由器,永远出不去,不会再向外广播

数据帧到达路由器后

  首先TTL值-1,再检查数据包的目MAC是否为本接口的MAC地址,然后……

思考题:如下连接中,路由器R1R2都设置默认路由,对通信的影响
:全网互通没问题,会形成路由回路,造成死循环。 两个直连路由,不要都设置默认路由,可以一个给默认路由。可避免形成路由回路。
思考题

路由器工作原理

路由器工作原理
1、广播域:可以收到同一个广播的所有节点称为一个广播域
2、交换机控制不了广播
  路由器可以控制广播,不会转发2层广播。而交换机不能控制广播
  2层交换机只能组建一个局域网,而3层路由器是专门连接不同局域网,也就是不同网段的
3、路由器的基本原理
  路由器是根据路由表来转发数据(且路由表是由唯一转发依据)
  如匹配不成功,则丢弃数据,并返回错误信息。路由成功则路由出去
4、路由表形成
  1)直连路由条目 C:接口配置IP并up(no shutdown)即可,则自己形成,不需手工配置
  2)非直连路由条目 S:需要通过静态或动态形成
5.静态路由命令:
conf t
 ip route 目标网段 子网掩码 下一跳IP地址 [2] [ ]表示内容可有可没有,有内容的时候表示优先级管理距离

 默认路由命令:
conf t
 ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 下一跳IP地址

6.直连路由:C
 静态路由:S 静态路由 默认路由 浮动路由(浮动路由 通过管理距离值调整优先级 实现备份电路自动切换<电路备份有 链路备份 和 服务器备份>)
 默认路由:S* 边缘路由器可以配置默认路由 (两个相邻的路由器不能都设置默认路由,会形成路由环路,造成死循环)

7.查看IP地址: show ip int b
 查看路由表: show ip route [connected | static]

8.路由条目优先级:
  1)优先级与管理距离值成反比!
  2) 路由类型 管理距离
   C  0
   S  1
   S*  1(无穷大)
静态路由 大部分企业用得最多

手工配置路由表写地址,下一跳都是写离自己最近的
保证每个路由器的路由表完整,就必然能互通。

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