网络层（IP数据报格式、ARP协议）

网络层和路由器概述

网络层的作用：IP分组。

网络层协议：

1. 地址解析协议ARP
2. 网际控制报文协议ICMP
3. 网际组管理协议IGMP

经过路由器的有两种包：路由协议包、转发包（数据分组）。

路由器的原理如下图所示。

IP报文的分析

版本号为4，首部长度为5*4（20字节，没有可选部分），总长度：0x0034。
标志位：4（只用了3位010），DF=1不允许分片，DF=0允许分片。MF=1表示后面还有分片。
分片偏移量：4000（后面13位），指明这一分片在数据报中的位置。
生存时间（TTL）：40，表明数据报的寿命（最大是255，每经过一个路由器TTL-1）。
协议：06，TCP协议（11是UDP）
首部校验和：2e92（每经过一跳都要经过计算）
原地址：0a00000d（32bit）
目标地址：ca708045（32bit）

有可选字段的例子：

ARP协议

ARP的作用和

ARP是地址协议，将计算机的网络地址转化为物理地址（32bit的IP地址转换为48bitMAC地址的协议）。
ARP能解决同一局域网的IP地址和MAC地址的映射问题。

ARP工作原理

主机A首先查找自己的ARP缓存，若能找到，直接发送。否则广播ARP报文。

工作原理如图所示，

ARP缓存信息过期会被删除。

例子

ARP是最先出现的报文，ARP协议直接封装在以太网首部的，类型域

ARP帧格式

硬件类型（16b）、协议类型（16b）、硬件地址长度（8b）协议地址长度（8b）、操作类型（8b，1是请求包围，2是应答报文）、发送端硬件地址（48b，MAC地址）、发送端协议地址（32b，IP地址）、目标硬件地址（48b）、目标协议地址（32b）。