TCP/IP协议栈网络层常见协议汇总

大家对网络分层协议栈了解么?我们来回顾一下：

　　物理层——链路层——网络层——传输层——应用层

我们之前着重介绍的还是网络层这方面的知识，包括IP协议、IP地址、路由和转发等等，都是网络层的基础知识，这一届我们来介绍一些常用的网络层协议。

网络层的协议有很多，在这里我们就挑一些常见，常用的协议来介绍：

　　PING

大家对于ping肯定都不陌生，尤其是喜欢玩游戏的同学，ping值过高的话，就会严重影响游戏体验，ping从严格意义上讲不算一种协议，但是在这里也一并将其介绍一下，因为它太有名了。

我们先来介绍一下ping的流程：windows用户可以用cmd进入用户终端，输入ping+ip地址，便可以进行一次ping，如下图所示：

如果你输入的IP地址有效且可达，则会收到相应对端发来的回复报文，如下图所示：

这里的对端是指IP地址所在的服务器，而所谓的ping指，就可以简单理解为从某个数据包发送到服务器开始，到收到服务器应答包为止的时间就是ping。一般以毫秒计算，如果你输入的IP地址有误，或者IP地址不可达，则会受到以下信息：

　　ICMP

大家可能对于ICMP协议有些陌生，事实上上面介绍得ping，其回复报文实际上就是ICMP差错报文，ICMP报文一般分为两种类型，一种是ICMP查询报文，它的作用很明显，就是用来在主机或者路由器之间传递控制信息的协议，所谓的传递信息就是指目的地址是否可达，路由是否可达等等状态信息，ICMP协议并不传输数据，但是它却能够很好地传递状态信息，而刚才介绍的ping程序，结合ICMP协议之后的完整过程就是：

1、首先查本地arp cache信息，看是否有对方的mac地址和IP地址映射条目记录;

2、如果没有，则发起一个arp请求广播报文，等待对方告知具体的mac地址;

3、收到arp响应包之后，获得某个IP对应的具体mac地址，有了物理地址之后才可以开始通信，同事对ip-mac地址做一个本地cache;

4、发出icmp echo request包，收到icmp echo reply包 。

前面3条还是一个查arp表获取对端mac的三层IP转发基本流程，而第4条规则就是用ICMP报文来完成回显信息的输出。

既然提到了ping和icmp，那么就顺便介绍一种常见的IP攻击方式“Ping of Death”(死亡之ping) 。

Ping of Death可以利用操作系统规定的`ICMP数据包最大尺寸不超过64KB这一规定，向主机发起死亡之ping攻击，如果ICMP数据包的尺寸超过64KB上限时，主机就会出现内存分配错误，导致TCP/IP堆栈崩溃，致使主机死机。

　　ARP

在大多数的TCP/IP视线中，ARP是一个基础协议，但是它的运行对于应用程序或系统管理员来说一般都是透明的。ARP告诉缓存在它的运行过程中非常关键。我们可以用arp命令对高速缓存进行检查和操作。高速缓存中的每一项内容都有一个定时器，根据它来删除不完整和完整的表项。arp命令可以显示和修改ARP高速缓存中的内容，我们介绍了ARP的一般操作，同时也介绍了一些特殊的功能，委托ARP和免费ARP.。

简单总结起来就是，在IP转发时，仅仅知道对端IP地址是无法完成转发的，我们需要知道对短的MAC地址才能够进行转发，这个时候加入本地的ARP缓存表中查不到对端的MAC，那么则会发送ARP学习报文，去下游学习MAC，只有学到了MAC才能进一步的转发，而ARP在其中就起到了存储IP地址与MAC地址映射关系的作用，因此ARP协议是网络转发中非常重要的一个协议!

最后我们来回顾一下，这一节介绍了ping程序，ICMP协议和ARP协议，事实上网络层的协议还有很多很多，但是以上接种协议都是比较常用的协议，大家有兴趣可以深入了解一下。