大纲
网络层功能
主要任务是把分组从源端传到目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。网络层传输单位是数据报。
功能一：路由选择与分组转发 最佳路径
功能二：异构网络互联
功能三：拥塞控制
IP数据报格式
TCP/IP 协议栈
IP 数据报格式
1.版本：IPv4或者是IPv6版本
2.首部长度：单位是4B，因为首部有固定部分，固定部分是20B，所以首部长度最短是5
3.区分服务：包括优先级等
4.总长度：首部 + 数据 单位是1B。
5.生存时间：IP分组的寿命，没经过一个路由器，都会减少寿命。
6.协议：数据部分使用的协议。
IP数据报分片
最大传送单元 MTU
原因：链路层数据帧可封装数据的上限。以太网的MTU是1500字节。
IP 数据报格式
IP数据报A被分割成三部分，标识指的是到目的地后根据标识进行组合内容。
标志分为为两部分，一部分是DF，根据这个判断是否允许分片，第二部分是MF，这个指的是后面是否还有分片。
片偏移量：指的是切分后后的位置，单位是8B。
IP数据报分片例题
分为三部分
首部是不变的，都是直接继承父亲的首部。
首部1：0-1399B
首部2：1400-2799B
首部3：2800-3799B
标识指的是到达目的地后进行拼接识别。
第一个分片片偏移量是0，因为没有相对移动，第二个分片片偏移量是从1400B开始的，但是片偏移量单位是8B，所以填写的片偏移量写的是1400/8 = 175。
IPv4地址
IP 地址
网络相当于是村子，主机号相当于是家。
IP 编址的历史阶段
1.分类的IP地址（切大饼）
2.子网划分
3.构成超网（无分类编址方法）-- CIDR
分类的 IP 地址
网络号 + 主机号
互联网中的IP地址
分类的 IP 地址
特殊IP地址
私有 IP 地址
网络地址转换（NAT）
私有 IP 地址
路由器对目的地址是私有IP地址的数据报一律不进行转发。
网络地址转换 NAT
网络地址转换NAT（Network Address Translation）：在专用网连接到因特网的路由器上安装NAT软件，安装了NAT软件的路由器叫NAT 路由器 ，它至少有一个有效的外部全球IP地址 。
专用网络182.168.0.3:3000发送数据到互联网，然后经过NAT路由器之后，将IP转换成172.38.1.5:40001，以这个IP号开始发送到213.18.2.4。
子网划分与子网掩码
子网划分
分类的 IP 地址的弱点：1.IP地址空间的利用率有时很低。2.两级IP地址不够灵活。
申请 B，但是主机数还没有达到B的数目。
子网划分
子网掩码
每一个IP地址都会对应一个子网掩码，子网掩码的书写就是将IP的网络号全部写成1，主机号完全写成0；
当数据报145.13.0.0传过来时候，将数据报和主机的每一个子网掩码进行逐位相与操作（上下两位是1才是1，否则是0），就得到了子网的网络地址了。
使用子网时分组的转发
无分类编址CIDR
1.消 除了传 统的A类，B类和C类地址以及划分子网的概念 。
2.融合子网地址与子网掩码 ， 方便子网划分。
构成超网
将多个子网聚合成一个较大的子网，叫做构成超网，或路由聚合。
方法：将网络前缀缩短（所有网络地址取交集）
最长前缀匹配
