IP协议

arp, icmp, ip, mac, tcp

IP协议

IP 全称 INTERNET PROTOCOL

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|Version|  IHL  |Type of Service|          Total Length         |
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|         Identification        |Flags|      Fragment Offset    |
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|  Time to Live |    Protocol   |         Header Checksum       |
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|                       Source Address                          |
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|                    Destination Address                        |
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|                    Options                    |    Padding    |
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  • Version: 4 bits

    版本号，目前使用的是4。

  • IHL: 4 bits

    IP 头部的长度。可选字段可导致头部长度变化，因此这里需要指定头部的长度。不是字节数，是32位的个数。头长度为IHL * 32 bits or IHL * 4 bytes。

  • Type of Service: 8 bits

    表示包传输优先级。

  • Total Length: 16 bits

    表示 IP 消息的总长度（最大65535 bytes）。TCP包的大小就是（Total Length - IHL）。

  • Identification: 16 bits

    用于识别包的编号，一般为包的序列号。如果一个包被 IP 分片，则所有分片都拥有相同的 ID。

  • Flags: 3 bits

    该字段有 3 个比特，其中 2 个比特有效，分别代表是否允许分片，以及当前包是否为分片包。

  • Fragment Offset: 13 bits

    表示当前包的内容为整个 IP 消息的第几个字节开始的内容。

  • Time to Live: 8 bits

    表示包的生存时间，这是为了避免网络出现回环时一个包永远在网络中打转。每经过一个路由器，这个值就会减 1，减到 0 时这个包就会被丢弃。一般会设置为64或者128。

  • Protocol: 8 bits

    协议号表示协议的类型（以下均为十六进制）

    • TCP: 06
    • UDP: 11
    • ICMP: 01

  • Header Checksum: 16 bits

    用于检查错误，现在已不使用。

  • Source Address: 32 bits

    网络包发送方的 IP 地址。 TODO 根据路由表查询

  • Destination Address: 32 bits

    网络包接收方的 IP 地址。

  • Options: variable

    除了上面的头部字段之外，还可以添加可选字段用于记录其他控制信息，但可选字段很少使用。

parse_ip.jsview raw
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function parseIP(ip) {
    let _readerIndex = 0;
    let version, ihl, type, len, id, flags, offset, ttl, protocol, checksum, source = [], dest = [], options;

    version = ip.readUInt8(_readerIndex) >> 4;
    ihl = ip.readUInt8(_readerIndex) & 0x0f;
    _readerIndex++;

    type = ip.readUInt8(_readerIndex);
    _readerIndex++;

    len = ip.readUInt16BE(_readerIndex);
    _readerIndex += 2;

    id = ip.readUInt16BE(_readerIndex);
    _readerIndex += 2;

    flags = ip.readUInt16BE(_readerIndex) >> 13;
    offset = ip.readUInt16BE(_readerIndex) & 0x1fff;
    _readerIndex += 2;

    ttl = ip.readUInt8(_readerIndex);
    _readerIndex++;

    protocol = ip.readUInt8(_readerIndex);
    _readerIndex++;

    checksum = ip.readUInt16BE(_readerIndex);
    _readerIndex += 2;

    for (let p = 0; p < 4; p++) source[p] = ip.readUInt8(_readerIndex++);

    for (let p = 0; p < 4; p++) dest[p] = ip.readUInt8(_readerIndex++);

    if (_readerIndex < ihl * 4) options = ip.toString('hex', _readerIndex);

    return {
        version, ihl, type, len, id, flags, offset, ttl, protocol, checksum, source, dest, options
    };
}

console.log(parseIP(Buffer.from('4500004000004000400635c70a0001022f5eca91', 'hex')));

查看路由表

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netstat -nr

ICMP

ICMP（Internet Control Message Protocol）它是TCP/IP协议族的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要的作用。

消息 类型 含义
Echo reply 0 响应 Echo 消息
Destination unreachable 3 出于某些原因包没有到达目的地而是被丢弃，则通过此消息通知发送方。可能的原因包括目标 IP 地址在路由表中不存在；目标端口号不存在对应的套接字；需要分片，但分片被禁用
Source quench 4 当发送的包数量超过路由器的转发能力时，超过的部分会被丢弃，这时会通过这一消息通知发送方。但是，并不是说遇到这种情况一定会发送这一消息。当路由器的性能不足时，可能连这条消息都不发送，就直接把多余的包丢弃了。当发送方收到这条消息时，必须降低发送速率
Redirect 5 当查询路由表后判断该包的入口和出口为同一个网络接口时，则表示这个包不需要该路由器转发，可以由发送方直接发送给下一个路由器。遇到这种情况时，路由器会发送这条消息，给出下一个路由器的 IP 地址，指示发送方直接发送过去
Echo 8 ping 命令发送的消息。收到这条消息的设备需返回一个 Echo reply 消息，以便确认通信对象是否存在
Time exceeded 11 由于超过了 IP 头部中的 TTL 字段表示的存活时间而被路由器丢弃，此时路由器会向发送方发送这条消息
Parameter problem 12 由于 IP 头部字段存在错误而被丢弃，此时会向发送方发送这条消息

参考

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