一、概述

1. 网络层是核心，应尽可能简单。向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交互的数据报服务。
2. 与IP协议配套使用的三个协议：
   • 地址解析协议ARP（Address Resolution Protocol）
   • 网际控制报文协议ICMP（Internet Control Message Protocol）
   • 网际组管理协议IGMP（Internet Group Management Protocol）

二、IP数据报格式

• 版本：IPv4【4】、IPv6【6】
• 首部长度：
  • 占4位
  • 4字节
  • 考虑固定部分长度，取值[5,15]
  • 若可选字段长度不是4字节整数倍，尾部填充
• 区分服务：用来获得更好服务，一般不用
• 总长度：首部+数据
• 生存时间：TTL
  • 目的：防止无法交付的数据报不断兜圈子
  • 单位：路由器跳数
  • 0时，丢弃数据报
• 协议：指出【上层协议类型】，携带的数据应该上交给哪个协议进行处理，如ICMP、TCP、UDP等
• 首部检验和：
  • 数据报每经过一个路由器，都要重新计算校验和
  • 检验和不包含数据部分可减少计算的工作量
• 标识：
  • 16位
  • IP软件在存储器中维持一个计数器，每产生一个数据报，计数器就加1，并将此值赋给标识字段。
  • 这个“标识”不是序号，因为IP是无连接服务，数据报不存在按序接收的问题。
  • 当数据报由于长度超过网络的MTU而必须分片时，这个标识字段的值就被复制到所有的数据报片的标识字段中。相同的标识字段的值使分片后的各数据报片最后能正确地重装成为原来的数据报。
• 标志：
  • 3位，目前只有2位有意义
  • 最低位MF（More Fragment）。MF=1即表示后面“还有分片”的数据报。MF=0表示这已是若干数据报片中的最后一个。
  • 标志字段中间的一位记为DF（Don't Fragment），意思是“不能分片”。只有当DF=0时才允许分片。
• 片偏移：
  • 13位
  • 指出较长的分组在分片后，某片在原分组中的相对位置。也就是说，相对于用户数据字段的起点，该片从何处开始。

  • 以8个字节为偏移单位。也就是说，每个分片的长度一定是8字节（64位）的整数倍。

    
    

三、IP地址的编址方式

三个历史阶段：

• 分类
• 子网划分
• 无分类

1. 分类

• 网络号+主机号

2. 子网划分

• 通过在主机号字段中拿出一部分作为子网号
• 网络号+子网号+主机号
• 子网掩码

3. 无分类

• 无分类编址CIDR，网络前缀号+主机号
• 路由聚合/构成超网：通过使用网络前缀来减少路由表项的方式
• 在路由表中的项目由“网络前缀”和“下一跳地址”组成，在查找时可能会得到不止一个匹配结果，应当采用最长前缀匹配来确定应该匹配哪一个。