网络层服务

路由+转发

数据报网络和虚电路网络

数据报(datagram)网络与虚电路(virtual-circuit)网络是典型两类分组交换网络，数据报网络提供网络层无连接服务，虚电路网络提供网络层连接服务，类似于传输层的无连接服务（UDP）和面向连接服务（TCP），但是网络层服务（主机到主机服务，网络核心实现）。

虚电路网络

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数据报网络

Internet采用数据包网络。
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IP协议

Internet网络层

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IP数据报分组格式

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 版本号字段。占4位，E.g. 4→IPv4，6 → IPv6
 首部长度字段。占4位，IP分组首部长度，以4字节为单位，E.g. 5→IP首部长度为20(5×4)字节
 服务类型(TOS)字段。占8位，指示期望获得哪种类型的服务，1998 年这个字段改名为区分服务，只有在网络提供区分服务(DiffServ)时使用，一般情况下不使用，通常IP分组的该字段(第2字节)的值为00H。
 总长度字段。占16位，IP分组的总字节数(首部+数据)，最大IP分组的总长度是65535B，最小的IP分组首部20B，IP分组可以封装的最大数据：65535-20=65515B
 生存时间（TTL ）字段。占8位，IP分组在网络中可以通过的路由器数（或跳步数），路由器转发一次分组，TTL减1，如果TTL=0，路由器则丢弃该IP分组
 协议字段。占8位，指示IP分组封装的是哪个协议的数据包，实现复用/分解，E.g. 6为TCP，表示封装的为TCP段；17为UDP，表示封装的是UDP数据报
 首部校验和字段。占16位，实现对IP分组首部的差错检测，计算校验和时，该字段置全0，采用反码算数运算求和，和的反码作为首部校验和字段，逐跳计算、逐跳校验
 源IP地址、目的IP地址字段。各占32位，分别标识发送分组的源主机/路由器(网络接口)和接收分组的目的主机/路由器（网络接口）的IP地址
 选项字段。占长度可变，范围在1~40B之间，携带安全、源选路径、时间戳和路由记录等内容，实际上很少被使用
 填充字段。占长度可变，范围在0~3B之间：目的是补齐整个首部，符合32位对齐，即保证首部长度是4字节的倍数

IP分片

网络链路存在MTU (最大传输单元)—链路层数据帧可封装数据的上限。大IP分组向较小MTU链路转发时，可以被“分片” (fragmented)，1个IP分组分为多个IP分片。IP分片到达目的主机后进行“重组”(reassembled)。IP首部的总长度、标识、标志位和片偏移字段用于标识分片以及确定分片的相对顺序。

 标识字段。占16位，标识一个IP分组。IP协议利用一个计数器，每产生IP分组计数器加1，作为该IP分组的标识。
 标志位字段。占3位，DF (Don’t Fragment)，MF (More Fragment)。DF =1，禁止分片，DF =0，允许分片。MF =1，非最后一片，MF =0，最后一片(或未分片)。
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