网络协议 Day07 网络层 UDP

一、网络层

1. 网络层数据包总的包括哪两块？

• 网络层数据包（IP 数据包，Packet）由首部、数据 2 部分组成
• 数据：很多时候是由传输层传递下来的数据段（Segment）

2. 下图是网络层数据包的首部，请简述各个字段的作用？

image.png

• 版本Version
• 占 4 位
• ob0100：IPv4
• ob0110：IPv6

• 首部长度
• 占 4 位，二进制乘以 4 才是最终长度
• ob0101：20（最小值）
• ob1111：60（最大值）

• 区分服务
• 占 8 位
• 可以用于提高网络的服务质量（QoS，Quality of Service）

• 标识（Identification）
• 占 16 位
• 数据包的 ID，当数据包过大进行分片时，同一个数据包的所有片的标识都是一样的
• 有一个计数器专门管理数据包的 ID，每发出一个数据包，ID 就加 1

• 标志（Flags）
• 占 3 位
• 第一位（Reserved Bit）：保留位
• 第二位（Don't Fragment）：1 代表不允许分片，0 代表运行分片
• 第三位（More Fragment）：1 代表不是最后一片，0 代表是最后一片

• 片偏移（Fragment Offset）
• 占 13 位
• 片偏移乘以 8：字节偏移
• 每一片的长度一定是 8 的整数倍

• 生存时间（Time To Live，TTL）
• 占 8 位
• 每个路由器在转发之前会将 TTL 减1，一旦发现 TTL 减为 0，路由器会返回错误报告（比如可以防止路由循环传递包，造成流量浪费）
• 观察使用 ping 命令后的 TTL，能够推测出对方的操作系统、中间经过了多少个路由器

• 协议（Protocol）
• 占 8 位
• 表明所封装的数据是使用了什么协议

• 首部校验和（Header Checksum）
• 用于检查首部是否有错误

3. ping 指令的一些用法

• ping /?
• 查看 ping 的用法

• ping ip地址 -l 数据包大小
• 发送指定大小的数据包

• ping ip地址 -f
• 不允许网络层分片

• ping ip地址 -i TTL
• 设置 TTL 的值

• ** tracert 、pathping 指令**
• 可以跟踪数据包经过了哪些路由器

4. 使用 WireShark 随便抓一个数据包，我们都可以看到上面定义的字段在网络请求中的具体展示。

IP 数据包头部实际观察

二、传输层（Transport）

1. 传输层有哪两个协议？

• TCP（Transmission Control Protocol）：传输控制协议
• UDP（User Datagram Protocol）：用户数据报协议

2. 上述两种协议的主要区别？至少说三方面吧

TCP 和 UDP 的区别

3. UDP 的首部图

UDP 的首部图

• 因为不需要维护一些复杂的参数，首部只有 8 个字节（TCP 的首部至少有 20 个字节）