IP协议分析与静态路由
IP协议分析与静态路由
网络层协议：ip协议---路由，icmp协议---ping，arp协议---地址转换（mac<--->ip）
一、ip协议分析
ip包头的结构如下图所示：
版本： ipv4/ipv6
首部长度： 20字节到60字节，其中可变数据字段的大小范围就是0字节到40个字节。版本号：ipv4和ipv6两种，由于ipv4地址逐渐紧缺，目前全球的ip地址都逐渐转型为ipv6地址。（长度更长，128位，能容纳2的128次方个地址）
总长度： 上三层的总长度/三层+四层+五层（ip包的总长度），当总长度超过1500字节时（帧能容纳的最大数据长度是1500字节），需要对ip数据包进行分片。
标识符： 标识每一个单独的ip数据包内容，区分不同的ip分片数据流。防止由于同一时间发送了多个不同的ip数据包被混淆。
标志： xxx，一共三个比特位。第一个x，国际组织没有启用该位功能，为保留位。第二个x，为0代表进行了ip分片，为1代表没有分片。第三个x，为1代表还有后续数据，0代表已经是最后一个数据了。
段偏移量： 决定了ip数据包分片的先后顺序，决定分片的位置的！
ip数据包分片攻击： 通过篡改“段偏移量”值，导致分片重组失败，cpu占有率持续上升，导致系统崩溃，后续该漏洞被修复。ip分片攻击也叫泪滴攻击，属于DDOS攻击的一种。
TTL： time to live，表示生存时间，单位为跳数，每经过一台路由器就会减一，作用是防止数据包在网络中永久循环，因为数据包的TTL值减少到0之后就会被路由器丢弃。TTL范围：1-255。windows系统TTL一般为128；linux系统一般为1-128之间，如56，64等；如果返回的是255或者254，说明这个地址是企业级的路由器上，也就是网关。
协议号（上层协议标识）： 作用是区分上层协议（传输层），6代表TCP协议，17代表UDP协议，1代表同属于网络层的ICMP协议。
首部校验和： 只针对IP包头进行校验
二、路由
路由：从源主机到目的主机的对数据包选择路径的过程
三、路由原理
3.1路由原理
1、路由器是根据路由表来转发数据的。 2、如果成功匹配路由表，则根据表中的路由条目对应的网段来转发数据。 3、如果没有匹配路由表，则丢弃数据，并返回icmp回馈信息。 4、匹配路由表时，优先匹配直连路由（c），然后是静态路由（s），最后是默认路由（s*）。优先级是由这三种 路由条目的管理距离决定的，管理距离越小，路由条目优先级越高；管理距离越大，路由条目的优先级越低。以上 三种路由条目类型的管理距离分别为0,1和无穷大。
3.2路由表
如果把路由器当做十字路口，路由器相当于路标！
3.3路由表形成
1、直连路由条目：当把接口ip配置完毕，并开启接口，会自动形成直连路由条目 2、非直连条目：需要工程师手工配置静态路由或者动态路由协议来让路由器生成
3.4备份路由实验（浮动路由实验）
利用以上的拓扑可以实现路由器选路备份，路由器之间连接了两条平行线路，起到了线路备份的作用，比一条线路的稳定性更高。如何实现选路备份？通过修改路由条目管理距离来实现。
实验需求：10网段和40网段通信，需要选择20网段作为路径，如果20网段的线路损坏，立即开启30网段的线路，保证通信不中断。
1、将计算机和路由器端口全部配置好ip，路由器端口全部打开。计算机的网关配置为直连路由器的端口ip，做到网关对应。
2、在左边路由器中配置静态路由： ip route 40.1.1.0 255.255.255.0 20.1.1.2 ip route 40.1.1.0 255.255.255.0 30.1.1.2 6 #在命令的最后使用6作为该条默认路由的管理距离，此时相比于第一条路由条木默认的管理距离1来说，第二条路由的管理距离更大，其优先级就会更低，刚好符合了实验的需求：当10网段要和40网段通信时，路由器会优先选择20.1.1.0网段的线路。此时查看路由表，只能看到第一条路由，因为备选路由优先级低，在第一条路由存活的情况下会隐藏。
3、对于右边的路由器而言，只需要配置回程路由即可，不存在选路顺序的问题，两条路由器的优先级可以自己指定，此处为了方便，和左边的路由器选路保持一致，优先选择20网段： ip route 10.1.1.0 255.255.255.0 20.1.1.1 ip route 10.1.1.0 255.255.255.0 30.1.1.1 6
4、此时打开最左边的计算机，输入ping -t 40.1.1.1，发现可以通信，当我们手动将左边路由器的f0/1端口关闭（模拟线路损坏）时，会发现通信依旧正常，此时再去查看路由表，刚才配置的优先级低的第二条路由浮出水面，这就是浮动路由