计算机网络笔记之网络层（会不断更新完善）

网络层提供的服务

1. 负责在不同网络之间尽力转发数据包，基于数据包的IP地址转发
   不负责丢失重传 不负责顺序
2. 规划网段

网络通信和OSI参考模型

1. 应用程序准备要传输文件
2. 传输层 将文件分段 并编号
3. 网络层 添加目标IP地址源IP地址
4. 数据链路层 两种情况
   ①使用自己的子网掩码 判断自己在那个网段
   ②使用自己的子网掩码 判断目标地址在哪个网段
   如果是同一个网段 arp协议广播解析目标IP地址的MAC

网络层协议

1. ARP协议
2. IP协议
3. ICMP&IGMP协议

ARP协议

①负责解析目标的MAC地址
先发广播（目标MAC是FF-FF-FF-FF）给交换机，交换机发给其它设备，再把返回的MAC缓存到本地
查看缓存的mac地址命令:arp-a 动态
这个广播只能是在一个网段内

②使用抓包工具排除网络故障
如果局域网内有人不停的发广播包，会造成局域网的堵塞，如果它用假ip就二分拔网线

③ARP只能解决本网段IP和MAC的映射关系
如果是跨网段就要先找到自己的路由器，再由它发给另一台路由器，剩下的就交给那台路由器处理

ICMP

作用:测试网络是否畅通，代表命令:ping
TTL:数据包的生存时间，过一个路由器减一，防止数据包在网络上做循环，
TTL还可以用于判断系统
linux:64
windows:128
unix:255

IGMP

• 组播、多播:数学老师发一个多播包使用一个多播地址，语文老师同样，学生想看谁直播就绑谁的包上的多播地址。
• 当跨网段使用多播方式直播，会将一个多播包发往另一个路由器，该路由器上的IGMP就检测该网段有哪些人在看，如果没人看，就告诉上层路由器，不用再往此网段发送多播包了

IP数据包

0-4位段：用来标识TCP/IP协议的版本 IPv4 or IPv6
4-8位段：首部长度，指明数据包的首部长度（有可变部分）
8-16位段：区分服务
16-31位段：总长度
标识：用于判断是同一个包的，同一个包下的该分片该值相等
标记：判断是否分片
片偏移：某片在原分组中的相对位置，用于确定数据片重装顺序，片偏移量为0则说明不是分片
协议：协议字段指出应将数据进程交由哪一个协议处理 协议号 ICMP 协议号1 IGMP协议号2
首部检验和：用于校验
源地址（32位）
目的地址（32位）
QOS协议：区分特殊数据包插队传输
数据包分片：超过1500字节需要分片，因为数据帧最大1500字节（最小64字节）
网络层数据包最大：65535字节

IP地址

IP地址（32位）分为网络号和主机号两部分（两级IP地址）
可分为A类地址,B类地址,C类地址，D类地址（多播地址）

特殊IP地址：全0地址 网络部分全0 全一地址（有限广播）主机全一（该网段的广播）网络部分为127

IP地址的特点
1.用转发器或网桥连接起来的局域网具有相同的网络号
2.所有分配到网络号的网络，既有可能是范围很小的局域网，也有可能是广域网

• 路由器总是有两个和两个以上的接口地址
• 路由器的每一个接口都有一个不同网络号的IP地址
• 用同一条线相连的两个路由器的接口的IP地址的网络号部分相同
• 两个路由器直接相连的接口处，可指明也可不指明IP地址。现在常不指明IP地址

• 首部检验和的具体计算不太懂

• 网络层如何转发数据包

• 网络设备

• 分配子网与超网