网络层主要负责端与端的传输（数据从发送端传输到接收端）
IP协议
数据从A端跨网络经过路径选择，传到B端
协议头格式：
4位版本号：指IP协议的版本 IPV4（32bit,占4字节）、IPV6（128bit,占16字节，）
IPV4与IPV6是不相干的两个协议，彼此不兼容，IPV6还没有普及
4位头部长度：IP头部的长度是多少个32bit（length4的字节数：20/4=5个长度） 附：4bit最大数字是15，所以头部最大长度是154=60字节
16位总长度（将报头和有效载荷分离）：IP数据报整体占多少个字节
16位标识（id）：唯一的标识主机发送的报文（如果IP报文在数据链路层被分片了，那么每一片里面的id都相同）
3个标志位：第一位保留；第二位为0表示禁止分片，第三位是更多分片，分片则最后以为置0，其它置1
13位分片偏移：分片相对于原始IP报文的偏移位置，偏移数=偏移位置*8(除最后一个报文外)
8位生存时间（TTL）：到达目的IP的最大报文跳数（一般为64，每经一个路由，TTL-=1，减到0 没到达就丢弃），目的是防止出现路由循环
8位协议：表示上层协议的类型（指有效载荷应该给谁）
IP地址、MAC地址、端口号的概念
IP地址：标识公网上唯一一台主机的地址
MAC地址：标识数据从A主机发送到B主机途中经过的结点
端口号：标识特定主机上的唯一一个网络服务进程
IP地址+端口号：标识网络上某一个主机的某一个端口
源端口号、目的端口号：比如数据是m发的，要发给n,m是源端口号，n是目的端口号
源IP地址、目的IP地址：比如数据从A主机到B主机，A主机的地址就是源IP地址，B主机的地址就是目的IP地址
源MAC地址、目的MAC地址：比如我要从A点到B点，中间会经过b、c、d点，b、c、d就是MAC地址，从b到c,b是源MAC地址，c是目的MAC地址，从c到d，c源MAC地址，d是目的MAC地址
IP地址详解
标识公网上唯一一台主机的地址
1.组成
IP地址由网络号和主机号组成（保证IP地址唯一的）
网络号保证连接的两个网段具有不同的标识
主机号是在同一网段内，主机之间有相同网络号，但主机号必须不同
从上图可以看出：
- 不同子网就是把网络号相同的主机放一起
- 如果子网中新增一台主机，那这个主机的网络号与该子网的网络号相同，主机号必须不同
- 我们不用手动管理子网内的IP，DHCP技术可以自动给子网内新增主机节点分配IP地址（一般路由器都带DHCP功能）
2.划分网段
之前的划分： 把IP地址分为5类
A类：0.0.0.0~127.255.255.255 子网掩码 255.0.0.0
B类：128.0.0.0~191.255.255.255 子网掩码 255.255.0.0
C类：192.0.0.0~223.255.255.255子网掩码 255.255.255.0
D类：224.0.0.0~239.255.255.255子网掩码 255.255.255.255
E类：240.0.0.0~247.255.255.255
新的划分方案CIDR：引入子网掩码来区分IP地址（网络号和主机号）
子网掩码也是32位正整数，通常用一串“0“结尾
IP地址（网络号和主机号）的划分与这个IP地址是A类、B类还是C类无关
特殊的IP地址
将IP地址中的主机地址全设为0，就成了网络号，代表这个局域网
全设为1，就成了广播地址，用于给同一链路中相互连接的所有主机发送数据包
3.IP地址、子网掩码、网络号的计算
例如：IP地址与子网掩码表示为：140.252.20.68/28，则：
-
提示：以下运算是十进制与二进制之间的转化
-
IP地址为：140.252.20.68
-
子网掩码的高28位是1，即255.255.255.240（28属于网络标识，从头数到第几位为止）
-
网络号=IP地址&子网掩码=140.252.20.64
把子网掩码中为0的位，对应到IP地址中设置为0就可以了，在这个例子中，子网掩码中高28位是1，则低6位是0，所以把对应的IP地址低6位设置位0就是网络号 -
广播号=网络地址 | ~子网掩码=140.252.20.80
把子网掩码对应的IP地址低6位设置为1就是广播号
子网地址范围=网络地址~广播地址=140.252.20.64 ~ 140.252.20.79
4.IP地址的数量限制
CIDR虽然比之前的划分高效，但IP地址仍然不够用，解决方式有三种：
- 动态分配IP地址
只给接入网络的设备分IP地址，所以，同一个MAC地址的设备，每次接入互联网种，得到的IP不一定相同 - NAT技术
能够将私有IP对外通信时转为全局IP，这是将私有IP与全局IP相互转化的技术方法。像学校，内部采用每个中断设置私有IP，而在路由或必要的服务器上设置全局IP。全局IP要求唯一，但私有IP不需要，不同局域网种出现兄台的私有IP是完全不影响的 - IPV6