对于互联网的网络层来说，其提供的服务非常简单：
- 转发
- 路由选择
网络层可能提供的服务
网络服务模型：
- 确保交付
- 保证延迟的确保交付
- 有序交付
- 确保最小带宽
- 确保最大时延抖动
- 安全性服务
那么IP协议提供以上那些服务呢？
答案就是：一个也不提供
- 不 确保交付
- 不 保证延迟的确保交付
- 不 有序交付
- 不 确保最小带宽
- 不 确保最大时延抖动
- 没有 安全性服务
数据报网络
IP协议构建的网络就属于数据报网络
特点：
- 无需建立连接，维持状态信息
- 使用转发表决定分组输出端口
- 通过最长前缀匹配原则进行查询转发表
路由器工作原理
- 输入端口 - 从物理层接收数据，拆封分组、查看相应协议层头部，查询转发表放进发送队列
- 交换结构 - 负责发送队列到输出队列的运输
- 输出端口 - 拿到输出队列的数据，然后封上相应协议层的头部，送给物理层
- 路由选择处理器 - 负责执行路由选择，更新转发表，以及一些控制功能
网络层的三个主要组件
IP协议
IPV4数据报格式
- 版本：规定了IP协议版本
- 首部长度
- 服务类型：区分不同类型的IP数据报
- 数据报长度
- 标识、标志、片偏移：用于IP数据报分片
- 寿命：一个数据报可以被路由处理的次数
- 协议：用于IP的多路复用和分解，即应将数据交付给上层的那个协议，TCP还是UDP。
- 首部检验和
- 源和目的IP地址
- 选项：用于扩展IP首部
- 数据
IPV4编址
- 总长度为32位
- 一般以8位一组
- 子网：具有相同的前半部分地址的一组IP地址构成的网络
- 编址方案：
- 无类别域间路由选择
- 分类编址
DHCP
是一种用于自动分配IP地址且即插即用的协议，使用UDP作为输运层服务
对于一个新加入网络的电脑：
- DHCP服务器发现。通过设置源ip地址为0.0.0.0，且目的ip地址为255.255.255.255的UDP分组，在网络中广播
- DHCP服务器提供。DHCP监听到广播，使用一个 DHCP提供报文 向客户作出响应(继续以广播的形式发出，因为此时客户依旧没有自己的IP地址)
- DHCP请求。客户得到响应后，发送一个 DHCP请求报文，回显响应的配置参数
- DHCP ACK。服务器回应一个 DHCP ACK报文，响应客户的请求报文
NAT
从目的来说，NAT技术使得多台电脑可以通过一个公共ip上网，且不发生冲突。
其行文的核心在于，从路由器(具备公共IP的设备)拦截所有的分组，修改其ip地址和端口，并记录这种修改产生相应的映射，发送修改后的分组，接收时执行相反的步骤。
路由选择算法
分类
全局还是分散：
- 全局式路由选择算法(链路状态算法)：
- 需要事先知道网络总体的分布图
- 分散式路由选择算法(距离向量算法)：
- 无需知道网络总体的分布图
动态还是静态：
- 静态路由选择
- 动态路由选择
是否负载敏感：
- 负载敏感算法
- 负载迟钝算法
因特网控制报文协议(ICMP)
- 用于主机和路由器彼此沟通信息
- 构建于IP协议之上(因为其报文位于为IP数据报的数据字段)
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