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网络层解决问题
- 网络层负责在不同网络之间转发数据包，基于数据包的IP地址转发
- 如果数据包丢失，网络层不负责丢失重传。
- 网络层不负责数据包到达的顺序。
IP地址和子网掩码
- IP地址由32位二进制组成，分为四段用.隔开，例如192.168.0.1.
- IP地址分为网络地址和主机地址两部分，网络地址指示网段号，同一网段的计算机IP地址的网络地址部分相同，主机号不同。（路由器转播数据包时就是根据IP地址的网络地址部分进行转发）
IP地址的分类
- A类地址网络部分占8位， 一个地址内可有 256 * 256 * 256个主机地址
- B类地址网络部分占16位，一个地址内可有 256 * 256个主机地址
- C类地址网络部分占24位，一个地址内可有 256个主机地址
三类常用的IP地址
所以可通过IP地址的第一个 . 之前的数字判断该IP地址的类别。
一些特殊地址
- 本地环回地址:127.0.0.1保留指向自己的地址（localhost）;
- 169.254.0.0 : dhcp获取地址失败后，就会随机在这个B类地址段获取一个地址；
- 保留的私网地址（公网地址全球唯一，可以访问。私网地址为局域网内的地址。 私网地址在访问 Internet 时会经过NAT技术转换为公网地址再访问 Internet。所以在公网上看不到这些私有地址）
10.0.0.0 - 10.255.255.255
172.16.0.0 - 172.31.255.255
192.168.0.0 - 192.168.255.255子网掩码
用来指示网络号和主机号的划分位置，1的部分指示为网络号，0的部分为主机号。
比如 16.16.16.16 255.0.0.0 或者 16.16.16.16/8 都表示前八位为网络号，后面为主机号
子网划分与超网合并
子网划分
将一个网段划分为多个网段，根据子网的主机地址数目，子网掩码置1位增加（点到点子网掩码最佳252）
主机地址全0 ：代表网段
主机地址全1 ：代表广播
主机地址为1 ：通常代表网关（向其他网段发送数据首先把数据交给本网段的网关）超网合并
超网合并与子网划分相反，将多个网段合并为一个网段，根据子网的主机地址数目，子网掩码置1位减少
路由器
- 路由器是一个三层设备，可以看到数据包的目标IP地址。
- 路由器收到数据包后根据其目标地址和路由表，将数据包转发。
- 路由表用来记录送往不同网段的数据包应该送至哪一个端口，由网络管理员设置，也可以通过自动学习的方式更新。
网络层协议
ARP–IP–ICMP–IGMP
ARP协议
- 在同一网段内，通过广播目标IP地址解析其MAC地址。
将目标IP地址通过广播（在网段内，以目标MAC地址为全F发送，则会发给网段内每台计算机）目标计算机收到数据包后发现对方索要自己的MAC地址，将自己的MAC地址发送给对方。
相关命令 arp -a 查看arpIP地址绑定MAC地址 arp -s IP地址 MAC地址 手动添加静态绑定MAC地址 arp -d 清空arp缓存 ```
ICMP协议
- ICMP协议用于测试网络层是否畅通，传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。
相关命令 ping ip地址 估算网络是否畅通 trancert ip地址 跟踪数据包路径 pathping ip地址 跟踪数据包路径，并计算丢包情况
IGMP协议
- IGMP协议是一个组播协议
通讯方式
- 点到点通讯 ： 目标地址唯一
- 广播 ：向网段内所有计算机发送
目标IP地址为255.255.255.255，目标MAC地址为全F（广播无法跨越路由器）- 多播/组播 ： 向网段内一部分计算机发送数据
使用多播地址让一组计算机接受数据（多播无法跨越路由器）
IP协议
IP协议是一个统称，能让路由器学习到路由表的协议统称为IP协议。
- 静态路由：由管理员手动配置，告诉路由器所有没有直连的网络，下一条该给谁。
- 动态路由：路由器通过某种协议学习路由表。
RIP协议：最早的动态路由协议，路由器周期性广播自己所能到达的网段给相邻路由器，周期30秒。到达目标网段经过路由器数（跳数）越少，则认为路径越优。
OSPF协议 ： 动态路由协议，触发式更新路由表，以带宽判断路径优劣。
BGP协议： 连接不同自制系统（使用不同IP协议的网络系统）的路由协议。
VPN技术
通过拨号建立连接，使公网计算机可以达到接入私网的效果，访问私网资源的技术。
NAT技术与PAT技术
NAT地址映射 ： 内网访问公网时，将内网地址替换为公网地址的技术，可实现内网可以访问公网上的计算机，但公网无法主动访问内网的计算机，内网地址和公网地址一一对应。
PAT端口映射 ：内网访问公网时，将内网地址替换为相同的公网地址，通过映射目标端口实现不同计算机的映射。可实现公网对内网资源的访问。
