一、网络层

1、IP协议完成的工作

地址管理：使用一套地址体系来描述所没备的位置

路由选择：一个数据包如何从网络的某个地址传到另一个地址

2、IP报头

4 位版本号：取值为4或6 (IPv4/IPv6)

4 位首部长度：IP报头，单位也是 4 字节

8 位服务类型：实际仅有 4 位有效且这 4 位，彼此冲突，仅有 1 位为 1 ，其他为 0

表示当前IP协议处于的模式：最小延时，最大吞吐量，最高可靠性，最小成本

16 位总长度：描述了一个IP数据报的长度(64KB）

IP 协议提供了拆包/组包的功能，在IP 这一层自动拆成多个IP数据报，每个数据报携带载荷的一部分

16 位标识位：哪些数据报的载荷应该往一起组装

3 位标志位：仅有两位有效，其中一位表示是否拆包了，另外一位表示结束标记

13 位片偏移：描述包的先后顺序

8 位生存时间：单位是次数，存储的一个整数

一个IP数据报每经过一个路由器，次数就减一，若减到0了，就说明要丢包了，防止一个数据包被无限的转发下去

8 位协议：表示在传输层使用哪个协议

16位首部检验和：仅针对IP数据报的首部检验，载荷中TCP/UDP自带了检验和

32位源IP和32位目的IP：表示发件人地址和收件人地址

3、IP地址

1、IP协议如何管理地址

IP地址本质上是一个32位整数，为了方便把IP表示为点分十进制的方式(42亿9千万)

通过3个点分成4个部分，每个部分一个字节，每个部分取值0~255

IP地址目的是区别网络上的不同设备

2、解决IP地址不够用

1、动态分配

动态分配IP地址，更充分利用现有的IP地址

2：NAT机制(网络地址映射)

把IP地址分为两个大类

1、私网卫IP/局域网IP

IP地址是以 10.*，172.16-172.31*，192.168 *这三类

2、公网IP/广域网IP

其余全是公网IP

公网上设备对应的公网IP必须是唯一的

私网IP只要保证局域网内部的IP不重复即可

上述设定有重要限制

1、公网设备访问公网设备可直接访向

2、局域网访问另一个局域网设备(同一局域网)可以直接访问

3、局域网设备访问另一个局域网设备(不同局域网中)不允许访问

4、局域网设备访问公网设备要对局域网设备进行IP转换

5、公网设备访问局域网设备不允许主动访问

3、IPv6增加了IP地址的个数

IPv4使用了4个字节

IPv6使用16个字节来表示IP地址 2^128

IPv6的报头和IPv4的报头不兼容

引入IPv6意味着当前网络设备要更换支持IPv6的设备

网段划分把一个功地址分为网络号和主机号

特殊的IP地址：127.0.0.1 表示本机

若某个IP的主机号全为0，表示这个网段

若某个IP的主机号全为1，表示广播地址

往广播地址发消息局域网中的所有设备都能收到(必须为UDP消息)

4、路由选择

网络结构太复杂了，每个路由器都无法掌握全局的信息，只能掌控一部分信息，此时路由器规划出的路线只能是一个较优解

是一个探素式的路线规划，无法在最开始就把路线规划好而是走着看，路由器转发数据包，数据报中包含目的IP字段，就是要问路的目标

每个路由器对于网络环境有一定的了解，就叫根据它的了解来告诉我们下一步往哪走

二、数据链路层

1、以太网协议

以太网：横跨数据链路层和物理层

数据链路层引入另一套地址体系称为mas地址/物理地址，和IP地址分属两套独立地址体系

IP地址侧重于全局的转发从起点到终点，整个转发过程通过IP地址来完成

mac地址侧重于局部的转发，两个相邻设备之间的转发

以太网数据帧中的类型标识了载荷数据的含义

0800：意味着此时的以太网数据帧是一个能携带业务数据的报文

0806：:ARP   0835：RARP

两者可以认为是两个横跨了网络层和数据链路层的协议

ARP的效果是让路由器和交换机建立一个内部的结构使IP ->MAC

RARP效果是让路由器和交换机建立一个内部的结构使MAC->IP

以太网数据帧荷载部分是有一定的长度要求的，最短46字节，最长1500字节

46字节：ARP是46字节；1500字节：硬件限制

2、DNS(域名解析系统)

域名：一串可读性更好的单词，把域名转换为对应的IP地址

搭建了一组服务器来提供域名解析系统，若主机想访问个域名，就先查询一下域名解析服务器，查到的结果就是对应的IP，拿着IP进行访问即可

搭建服务器时还会对域名进行分级管理：一级域名，二级域名，三级域名...