网络层
虚拟互联，IP地址和物理地址，子网掩码，路由选择协议
面向链接：就像电话网络一样，双方通信建立一条不断开的虚拟链路，是一种可靠的传输方式，分组将是无差错，有序的到达目的，因为没有处理差错能力，电话业务很适合。OSI的X.25之前，成为了历史
无链接：发送时不需要建立链路，每一个IP数据报单独发送，顺序不一定，到达的顺序也不一定，交付时限也没有规定，很有可能丢失，重复，失序。网络层不提供服务质量保证。
网络层的IP协议：ARP地址解析协议，ICMP网际控制报文协议和IGMP网际组管理协议
虚拟互连网络：多个异构的物理链路符合IP协议互连起来的网络，也就是逻辑链路连接起来的网络，看起来是一个统一 的。
IP地址 ：IPV4：4*8=32位的标识符。1 分类IP地址 2 子网划分 3 无分类编址
分类IP地址：网络号+主机号 （A类 0 +7位网络号+24位主机号 B类10+14位网络号+16位主机号 C类110+21位网络号+8位主机号 D 1110+多播地址 E 1111+地址 今后用）某单位申请到一个网络号后，连带一块主机号。ABC类地址不同数量块。点分十进制 129.12.11.3 A类网络号126 全0的是保留地址 全1是环回地址不用 +主机数 全0 和全1 广播地址 2的24次方-2 ，类似的BC类 这样用，一个单位申请一个网络号占用全部地址，但是这个单位用不完，造成的浪费。ABC类共占全部IP地址的87.5% 而路由表转发按照网络号进行，很快，数目减小，而且每个路由器至少对应两个网络号的地址域，路由器接口对应该网络的一个地址 两个路由器相连的接口没有分配IP地址，叫做无编号网络或无名网络.
IP地址和硬件地址：MAC地址在物理和数据链路层使用，IP地址在网络层以上使用，IP地址是一种软件实现的逻辑地址。
ARP地址解析协议：知道机器的IP地址根据ARP找出MAC地址。在主机的ARP高速缓存区存放一个IP地址到MAC地址的映射表。 每个主机都存储这本局域网的ARP，如果A发送一个信息IP数据报给本局域网B，先查找本机的ARP有则无B的IP对应MAC地址，有则根据这个地址打包成帧转发给B，如过没有B的MAC地址，则转发ARP请求分组，所有局域网的主机收到ARP分组后返回自己IP地址和MAC地址，A查询有没有，然后进行转发，如果还没有，则转发给根据自己链接的路由器，转发打包成帧给路由器处理，路由器解包后进行类似的转发操作（查找本地的ARP,如果有对应的IP地址的MAC地址，则打包成帧发给主机）如果还没有找到就继续转发。 ARP只工作在主机的局域网类，路由器是两个网 生存时间更新ARP缓存表
为什么要用ARP协议：全球使用的物理设备的硬件地址是不同的，但是接入网络的设备都存在网络，实现网络和网络下面层分离
IP协议：20字节固定的长度 +可变字段+数据 4 位（版本 IPv4 IPv6 ） 4位（首部长度 数据说明的长度，5*4=20） 8位 （区分服务） 16位（IP数据报的总厂度 长度很长时 在IP数据报转化成帧时也会切段） 16位（标识 因为切片，而且是无链接方式，计数器赋予一个值，形成标识值，给每个切片都是这个值，方便以后组装 ） 3 位（标志 最低 MF=0 数据报最后一个 MF=1 还有切片 中间DF=0 允许切片 DF=1不能切片） 13位（片位移 在切片后 一个数字 175*8=1400 在总数据的1400位置） 8(TTL 最大数为255 经过一个路由器就减一） 8 （协议 1 ICMP 2IGCP 4 IP....) 16（首部校验和 将首部的数据分为16位的一个个，发送端 校验和为0 然后对他们取反 写入校验和 发送出去 ，接受端，接受的数据全部取反，结果为0则保留）32 （源IP地址） 32（目标IP地址） +可选部分（为了增加功能预留，1-40字节）
路由表：目的地址+下一跳接口 路由器的使用：路由器将IP数据报的目的地址N提取，如果是和路由器直接相连的某个网络，就直接交付（将IP数据报转化为MAC帧，发送它） 没有则传送给下一跳路由检查有没有符合的N，（下一跳，下一跳）依次是默认路由，丢弃。
划分子网：（原因 ：IP地址的利用率不够，路由表太大，IP地址不够灵活） 所以：划分子网：网络号+子网号+主机号 =以前的分类网：网络号+主机号（子网号+主机号）IP数据报不知道该网络划分了子网，路由器怎么识别转发：子网掩码：确定网络地址
使用子网划分的路由表：目的网络地址+子网掩码+下一跳接口
CIDR 无分类编址：没有网络号和主机号的分类 有类或者划分子网：而是随意的将32位IP地址化为 网络前缀和主机号 使用的是地址掩码 多块地址形成路由聚合（减少了路由的项目数） 路由表就由网络前缀和下一跳接口组成 匹配最多的地址掩码的为转发网络。 使用一种数据结构存放路由表：二叉树存放查找法。（压缩技术，减少次数）
ICMP 网际控制报文协议：为了更有效的转发IP数据报和提高交付的机会（两种报文：ICMP差错报告报文和ICMP询问报文） （允许主机和路由器发送有关异常的情况说明）ICMP存在于IP数据报数据部分位置，8位（类型）6位（代码）16位（校验和）4个字节（ICMP报文类型）+ICMP数据部分 ICMP应用类例子：PING 命令和TRACERT命令
路由选择协议（获得路由表）
因特网的路由选择协议一定是动态性的和分布式的路由选择协议。因此AS的定义出现，每个AS有自己的路由协议，两个AS之间有使用一种AS间路由选择协议。即分类为两种路由协议IGP内部网关协议（RIP和OSPF）和EGP外部网关协议（BGP边界网关协议）。
RIP(基于距离向量的路由选择协议）距离=跳数 经过的路由器数目 跳数16不可达 小型网络 特点：1 仅和相邻的路由器交换信息 2 交换的是自己知道的所有信息 3 按固定时间间隔交换路由信息 经过若干次更新后 所有路由器都知道本区域最短路由路径 每一个路由表组成为 目的地址+距离+下一跳路由器 组成 收到相邻的路由器发来的路由表 根据算法 进行最佳更新。 更新步骤：1 将收到的路由表N的下一跳地址都改为N，2 然后距离加一，3 然后于本路由表比较，没有的就添加进去，变大变小的距离进行修改。 最后所有路由器都有本区域的路由表 关于每一个路由器。
RIP2报文格式（支持CIDR）：IP首部+UDP+RIP报文 （RIP用UDP进行传送时UDP端口为520）
特点：好消息传的快，坏消息传的慢 16不可达 规模小，开销小
OSPF(开放最短路径优先算法）（分布式的链路状态协议）1 向区域内的所有的路由器发送信息 2 信息是我这个路由器的相邻的路由器的链路状态（我有那些相邻的路由）3 只有当链路状态发生表化时才发送
因此所以路由器可以建立一个链路状态数路库（本区域 的拓扑图）收敛过程很快，为了是OSPF适用更大的网络环境，可以将AS划分为更小的区域 （使用层次划分：主干区域和普通区域）（主干区域和边界区域间的路由器为区域边界路由器
OSPF报文：24字节固定字长 ，不用UDP，很短(不会重传）版本+五种类型中一种+分组长度+路由器标识符+区域标识符+检验和+鉴别类型+鉴别 +一种分组 可以设置代价 会有存在负载平衡
BGP边界网关协议：RIP和OSPF是为了在AS有效的从源站到达目的，而BGP是为了链接他们 AS规模太大了。OSPF链路状态数据库太大了而RIP不能扩大。
BGP是路径向量路由选择协议，BGP发言人（BGP边界路由器）相邻的BGP 进行TCP链接（端口号179）交换BGP报文。运行两个协议RIP或者OSPF 和 BGP。要找到一个合适的路径就是找到合适的边界路由器 ，很少的，（有四种报文:打开，更新，保活，通知）
路由器结构：路由选择部分（控制部分）和分组部分 （输入端口，交换机构，输出端口） ， 在输入端口和输出端口都会产生排队等候。交换结构：1 通过存储器 2 通过总线 3 通过互联网络
IP多播，一个源点 发往 多个目的地，在快到达目的地的网络路由器将数据复制，D类地址，多播地址，不是目的IP地址而是多播地址。局域网上的多播：00-00-5E-00-00-00 到 00-00-5E-FF-FF-FF 而后23为也是D类后面23位 IGMP是在本地使用的协议，并不知道本局域网上有多少主机，而是让多播路由器知道本局域网是否有多播主机（主机上的某个进程参加和退出某个多播）
IGMP：当主机加入新的多播组时，向多播组发一个IGMP报文，申请成为，然后本地的多播地址也把组关系发给其他多播路由器。 组成员动态的，多播路由器周期性的询问。 多播选择协议：洪泛和剪除 隧道技术 基于核心的发现技术
虚拟专用网：一个企业内不许要很多的IP地址，而拥有本地虚拟IP地址，企业内的主机之间的通信就用本地虚拟IP地址，如果要和外界通信就通过NAT地址转化成IP地址在因特网上传播。本地虚拟IP地址为RFC专门指定一段，任何企业都可用。——虚拟专用网。采用隧道技术实现。NAT 地址转换协议。