网络层协议介绍
*网络层信息传输两种：
电信电话：虚电路服务：电信网采用交换机，建立链接的，osi（七层）体系支持者曾经推行过。
如今：数据报服务：无连接不可靠，减少了路由器成本（原因就是把报文乱序缺失流量控制交给了主机处理（电脑））
*网络层协议
（ICMP，IGMP）
IP
（ARP，RARP）
*虚拟互联网络：
互联的中间设备：物理层叫转发器，链路层叫网桥，网络层叫路由器（由于网关比较复杂，现在通常讲的网关也指代路由器），网络层以上叫网关。
这里我们讲网络层主要讲的是路由器（一个专用计算机），多种异构的网络组合才叫互联网，而网桥或者转发器只是把小网络变成大网络。所以路由器才是网络层的关键。
虚拟ip网络（计算机网络p124的几幅图），如果我们理解互联网是各个交换器链接所有网络的集合，路由器就没有存在的必要了。他是一个抽象的网络里面成员是不统一的。
*ip地址为每一个主机和路由器每一个接口分配一个唯一ip地址。
（分类IP地址：）
ip由网络号主机号构成。若干个网络id相同通过网桥链接的局域网广域网（物理位置很远但使用一个网络id）其实都属于一个网络，只要网络号相同。
分为ABC三类
A：1字节网络段，0开头，1-126 127环回地址
B: 2字节网络段，10开头，128-191
C: 3字节网络段，110开头，192-223
*IP地址与硬件地址
MAC帧使用的MAC地址
******划分子网*******
子网：
（网络id 子网id 主机id）最主要原因由于比如b类地址有6万个主机号，但是例如以太网只能连接1024个主机，因此这很浪费ip地址。所以我们可以把主机号的1位数当成子网id，而子网与子网之间通过一些固定的路由器连接（本意是连接两个不同类型的网络）。对外好像是一个网络的样子。
子网掩码：一串1和0的组合有几个1从哪结束就是子网网络地址（它不同与网络id，是子网概念引出的新的概念）的结束
我们只要把子网掩码与ip做&位运算就可以得出子网网络地址
默认子网掩码：有些网络不需要划分子网，则就采用默认子网掩码，因为现今的互联网要求路由表必须带子网掩码这一项。默认子网掩码就是比如a类地址，子网掩码就是8个1和24个0这与我们ip做&后的出的3级ip网络地址其实就是我们的之前2级ip的网络id。
子网位数：就是子网id占了多少bit
子网数：可以建立子网的数目，就是子网id表示的数量但是不能算全0和全1。（如今可以全0和1）
主机数：不能全0全1。(如今可以全0和1)
总结：目前TCP／IP网络，全部是通过路由器互连起来的，Internet就是成千上万个IP子网通过路由器互连起来的国际性网络。这种网络称为以路由器为基础的网络（router based network），
形成了以路由器为节点的“网间网”。在“网间网”中，路由器不仅负责对IP分组的转发，还要负责与别的路由器进行联络，共同确定“网间网”的路由选择和维护路由表。
现今意义上的网络地址就是子网ip地址，原先的我们通常叫网络id子网id区分。
*现今的路由器寻找路由过程：（计算机网络p146）路由表（ip，子网掩码，下一跳（路由地址or接口号））例4.4
路由器接收到IP地址和子网掩码挨个接口找相同子网，通过数据链路直接交付（封装成MAC，利用ARP，RARP）
-》不成功，则看路由表中还有没有这个ip特定的指定路由主机地址的选项。
-》如果没有，就挨个把子网掩码和ip做&，看有无匹配，有就看路由表的下一跳地址是哪个
-》没有就转给默认路由主机ip（通常唯一个能连接英特网的路由，其他路由接口都不能到达目的网络）
-》没有默认路由就转发分组出错
其实，我们应该把主机也看成一个小的路由器，因此以上是非家用型路由的总结，如果主机发现目的ip与自身掩码的&是自己的子网那直接不用以上过程了，直接通过数据链路完成了。
ip协议：
*子网掩码：子网位数，子网数目，子网中主机数目
******ip协议特点：
1无状态
传送接收双方不同步没有上下文关系，主要缺点就是会产生报文重复无序这会交由上一层
协议比如Tcp加以解决。
2无连接
并不长久的保留对方ip地址，有上层协议传输指定。
3不可靠
保证尽力，但是不管包丢失，也不管重传，由上层协议管理
*************ipv4头部结构**********：
20+40字节4bit版本号 ipv4版本号是4，其他如sip pip这样ipv4拓展版有其他版本号
4bit头部长度 与tcp一样
8bit服务类型
服务类型：优先权字段3bit（现已忽略），TOS字段4bit（最小延时，最大吞吐，最高可靠，最小费用） ，1bit保留字段 （必须设置0）
16bit总长度 最大报文长度65535 2^16-1 分片机制所以达不到最大（通常以MTU作为最大 以太网1500B）
16bit标识 类似于TCP的syn 设立初始值往后+1唯一的标识一个数据报，分片可能会有相同的标识
3bit标志 第一位保留，第二位禁止分片，第三位是更多分片（分片除最后一个其他都设置成1）
13bit片偏移 这个值左移3位将得到真实偏移量（仅仅是数据部分来算）所以数据报除最后一个必须要分成8的倍数好让之后的
分片可以记录该分片与原始ip报文开始处的偏移量
8bit生存时间TTL 允许的最大跳数，为避免了路由循环。每经过一个路由器就减一，为0时就丢弃数据，并报ICMP差错报文
8bit协议 区分上层协议 比如ICMP是1 TCP是6 UDP是17 etc/protocols文件定义
16bit头部校验和 发送端填充，对方用CRC算法检验IP数据报头部是否损坏
32bit源端ip
32bit目的端ip
头部选项
记录路由：告诉经过的路由器转发填我的ip地址
时间戳：填写将数据转发的时间，可以比较得到路由器之间数据传递时间
松散源路由选择：制定一个ip地址列表，过程中必须经过其中所列所有路由器可以组合其他路由器（游戏加速器）
严格源路由选择：与松散源不同的是他限定只能使用指定路由器。不能用其他的路由器。
*使用tcpdump抓包 sudo tcpdump -ntx -i lo 本地回路抓包。
IP分片：
MTU为界限（ifconfig或者natstat） 以一个IPCM（网络层发送消息报告错误协议介于tcp和IP之间的ip附属协议通常我们把它划归到网络层
）被ip封装为例，头部+数据超过了规定长度就产生分片，第一个ip里面有ICMP的头部报文，而第二个分片里面没有。
sudo tcpdump -ntv -i eth0 icmp
ping kongming20 -s 1473.........查看我们分片情况
IP路由：即决定发送数据报到目标机器的路径
总过程图：CRC检验-》处理ip头部-》发给本机，不是就给子模块处理-------如果是就给上一层协议在给---- |
|--》子模块（转发模块）（松散源路由和严格源路由）-》计算下一跳路由允许就发送到输出队列路由机制：
路由表：route命令查看路由表
路由表主要完成上面计算下一跳路由的同能，下列阐述这3中情况的报文将是如何计算路由的。
*匹配路由表中ip与目标ip完全相同的ip（即本机），匹配不到下一步，路由表标志位是H（路由项是一个主机）
*检查与路由表网络id相同的主机（即同一局域网），匹配不到下一步，路由表标志位是H（路由项是一个主机）
*默认路由项，这意味我们将要发送到网关G，链接广域网internet
************网关其实就是ip路由器的一部分功能也是可以理解为ip路由器的地址
那么网关到底是什么呢？网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。比如有网络A和网络B
，网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192. 168.1.254”，子网掩码为255.255.255.0；网络
B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254”，子网掩码为255.255.255.0。在没有路由器的情况下，
两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的，即使是两个网络连接在同一台交换机（或集线器）上，
TCP/IP协议也会根据子网掩码（255.255.255.0）判定两个网络中的主机处在不同的网络里。
而要实现这两个网络之间的通信，则必须通过网关。如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中，
就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个
主机（如附图所示）。网络A向网络B转发数据包的过程。************
***********路由表更新（静态）
sudo route add -host ip dev eth0路由器加一个主机
sudo route del -net ip netmask 子码，删除一个主机ip
sudo route del default 删除默认路由项，无法连接网络
sudo route add default gw ip dev eth0 重设默认路由项
BGP，RIP动态更新
ip转发：/proc/sys/net/ipv4/ip_forward 内核参数默认0，修改它主句就可以具有转发数据报的功能
重定向：
ICMP重定向：为了选择最近的路由器，家用通常一个，大多数都会有很多路由器。
ipv6
ipv6头部结构
扩展以后用零压法来表示ipv6地址
ipv6扩展头部（加密，分片信息。。。）头部的下一个包头指定下一个类型（可以是固定或者拓展的头部指定）