第四章、网络层
网络层概述
网络层主要任务是实习网络互连，进而实现数据包在各网络之间的传输
因特网使用TCP/IP协议栈
由于TCP/IP协议栈的网络层使用网际协议IP，是整个协议栈的核心协议，因此TCP/IP协议栈的网络层常称为网际层
网络层提供的两种服务
1、面向连接的虚电路服务
2、无连接的数据报服务
IPv4地址概述
IPv4地址就是给因特网上的每一台主机（或路由器）的每一个接口分配一个在全世界范围内是唯一的32比特的标识符
我国2014年逐步停止了向新用户和应用分配IPv4地址，同时全面开展商用部署IPv6
IPv4地址编址方法经历3个历史阶段：
分类编址、划分子网、无分类编址
分类编址的IPv4地址
1、A类地址
网络号最高位固定为0
2、B类地址
网络号最高两位固定为10
3、C类地址
网络号最高三位固定为110
4、判断IP地址的类别
5、分配IPv4地址
三台交换机互连起来的交换式以太网也是一个网络
两台路由器通过一段链路直连，它们的直连接口也属于同一个网络
注意不同网络的网络号不能相同，IP地址也不能相同
划分子网的IPv4地址
1、32比特的子网掩码
2、默认的子网掩码
无分类编址的IPv4地址
无分类域间路由选择CIDR消除了传统的A类、B类和C类地址，以及划分子网的概念
CIDR可以更加有效地分配IPv4的地址空间
2、路由聚合（构造超网）
IPv4地址的应用规划
1、定长的子网掩码FLSM
因此采用定长的子网掩码进行子网划分，只能划分出2^n个子网
每个子网所分配的IP地址数量相同，容易造成IP地址的浪费
2、变长的子网掩码VLSM
IP数据报的发送和转发过程
1、主机发送IP数据报；2、路由器转发IP数据报
目的网络地址是IP地址和子网掩码进行与计算
路由器隔离广播域
静态路由配置以及其可能产生的路由环路问题
路由选择协议概述
1、因特网所采用的路由选择协议主要特点
2、分层次的路由选择协议
网关 = 路由器
3、常见的路由选择协议
4、路由器构造
路由信息协议RIP的基本工作原理
2、RIP坏消息传得慢/路由环路/距离无穷计数
开放最短路径优先OSPF的基本工作原理
边界网关协议BGP的基本工作原理
BGP只是力求寻找一条能够到达目的网络且比较好的路由（不兜圈子），而并非寻找一条最佳路由
2、BGP适用于多级结构的因特网
3、BGP-4有以下四种报文
IPv4数据报的首部格式
2、首部长度、可选字段、填充字段
3、总长度
4、标识、标志、片偏移
2、对IPv4数据报进行分片
除以8是因为片偏移字段以8字节为单位
5、生存时间TTL
6、协议字段
网际控制报文协议ICMP
3、常见的ICMP询问报文
4、ICMP应用举例
虚拟专用网VPN与网络地址转换NAT
1、VPN
私有地址只能用于一个机构内的内部通信，而不能用于和因特网上的主机通信，即只能用作本地地址而不能用做全球地址
2、网络地址转换NAT
端口号是运输层的概念
