4.1 网络层 + IP地址 + IP数据报格式
（计算机网络，P113）
网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务
主要包含以下内容：
- 虚拟互联网络
- 分类的IP地址
- IP数据报格式
虚拟互联网络
互联网可以由多种异构网络互联而成，没有一种单一的网络能够适应所有用户的需求；
网络互联需要的中间设备：
- 物理层： 转发器、集线器
- 数链层： 网桥（桥接器）
- 网络层： 路由器
- 网络层以上： 网关（连接两个不兼容的系统）
需要特别注意，有些人/历史书籍会把路由器称之为网关；
分类的IP地址
分类的IP地址组成： 网络号 + 主机号
分为五类地址：
- A 类地址：0 开头
- 8 位网络号
- 全 0 不可用
- 127 开头不可用
- 个网络
- 每个网络 个主机
- B 类地址： 10 开头
- 16 位网络号
- 128 ~ 191
- C 类地址： 110开头
- 24 位网络号
- 192 ~ 223
- D 类地址： 1110开头
- 多播地址
- 224 ~ 239
- E 类地址： 1111开头
- 保留今后使用
- 240 ~ 255
常用的特殊IP地址：
- 127 + 非全零/全一的任何数
- 环回测试；
- 0 + 0
- 本网络上的本主机（DHCP用）；
- 不可作为目的地址
- 0 + host-id
- 本网络上的某台主机；
- 不可作为目的地址
- 0 + 1
- 本网络上的全部主机；
- 本网络广播 ？
- net-id + 0
- 某个网络地址；
- net-id + host-id
- 某台主机，具体IP地址；
- net-id + 1
- 对net-id广播
- 1 + 0 无意义
- 1 + host-id 无意义
- 1 + 1
- 本网络广播
IP地址重要特点：
- 分配IP地址时，只分配网络号，主机号单位自行分配
- 仅根据目的主机的网络号来转发分组
- 可以允许一个主机具有两个IP，但两个网络号必须不同（路由器）
- 用转发器/网桥连接的若干局域网视为一个网络（物/链层设备）
IP数据报格式
关键词：（数据报的比特位分布）
4 + 4 + 8 + 16
16 + 3 + 3
8 + 8 + 16
32
32 （至此固定长度为20字节）
可变 + 全零填充 （可有可无）
数据部分 （以上为首部）
===========================================================
数据报的具体内容(P128)
版本 + 首部长度 + 区分服务 + 总长度
4 4 8 16
标识 + 标志 + 片偏移
16 3 13
生存时间 + 协议 + 首部校验和
8 8 16
源地址 32bit
目的地址 32bit
- 版本： IPv4、IPv6
- 首部长度： 单位是4B，所以最长( 1111 )能表示 15*4 = 60B
- 区分服务： 现在无用
- 总长度： 注意要小于MTU， 通常576B以下无需分片，超过可考虑分片（看目的主机接不接受分片）
- 标识： 用于分片重组，同一标识的是同一个数据报
- 标志： 高 中 低 三位
- 高位无用
- 中位(DF)表示不可分片， 为 0 才可以分
- 低位(MF)表示还有分片， 为 0 表示最后一片
- 片偏移： 单位为8B
- 3800B数据，分3片，1400，1400，1000
- 0 ~ 1399：偏移 0
- 1400 ~ 2799： 偏移 1400/8 = 175
- 2800 ~ 3800： 偏移 2800/8 = 350
- 生存时间：现在改为跳数， 最大255
- 每转发一次，条数减一
- 跳数为 0 被丢弃
- 初始跳数为 1 表示只能在本网络中传送
- 常用协议与值对应
- ICMP ： 1
- IGMP ： 2
- IP ： 4
- TCP ： 6
- EGP ： 8
- IGP ： 9
- UDP ： 17
- IPv6 ： 41
- ESP ： 50
- OSPF ： 89
- 首部校验和，不采用CRC
- 校验和全零
- 16bit相加
- 结果取反写入校验和（发送方）
- 16bit相加
- 取反码
- 若为零则校验成功（接收方）