總結
本文對網絡層要點進行總結。
- 網絡層提供的服務
TCP/IP體系中的網絡層向上只提供簡單靈活的、無連接的、盡最大努力交付的數據報服務。網絡層不提供服務質量的承諾，不保證分組交付的時限，所傳送的分組可能出錯、丟失、重複、失序。進程之間通信的可靠性由運輸層負責。
- 互聯網上交付的數據報種類
在互聯網上的交付有兩種：在本網絡上的直接交付（不經過路由器）和到其它網絡的間接交付（至少經過一個路由器，但最後一次一定是直接交付）。
- IP地址
IP地址是一種分等級的地址結構。它由網絡號字段（指明網絡）和主機號字段（指明主機）組成，網絡號字段最前面的類別位指明IP地址的類別。IP地址管理機構在分配IP地址時只分配網絡號，而主機號則由得到該網絡號的單位自行分配。路由器僅根據目的主機所連接的網絡號來轉發分組。
- IP地址的分類
一個IP地址在整個互聯網範圍內是唯一的。分類的IP地址包括A類、B類、C類（單播地址）、D類（多播地址），E類地址未使用。
- 物理地址與IP地址
物理地址（硬件地址）是數據鏈路層和物理層使用的地址，而IP地址是網絡層和以上各層使用的地址，是一種邏輯地址。
- IP數據報
IP數據報分爲首部和數據兩部分。首部的前一部分是固定長度，共20字節，是所有IP數據報必須具有的，一些長度可變的可選字段放在固定首部的後面。
- 地址解析協議ARP
它把IP地址解析爲硬件地址，解決了同一個局域網上的主機或路由器的IP地址和硬件地址的映射問題。ARP的高速緩存可以大大減少網絡上的通信量。
- 轉發與路由選擇
轉發是單個路由器的動作，路由選擇是許多路由器共同協作的過程，這些路由器相互交換信息，目的是生成路由表，再從路由表導出轉發表。
- 自治系統
自治系統就是在單一的技術管理下的一組路由器。一個自治系統對其它自治系統表現出的是一個單一的和一致的路由選擇策略。
- 路由選擇協議
路由選擇協議有兩大類：
（1）內部網關協議，即自治系統內部的路由選擇協議，如RIP和OSPF
（2）外部網關協議，即自治系統之間的路由選擇協議，如BGP-4
- RIP
它是分佈式的基於距離向量的路由選擇協議，只適用於小型互聯網。RIP按固定的時間間隔與相鄰路由器交換信息。交換的信息是自己當前的路由表，即到達本自治系統中所有網絡的最短距離，以及到每個網絡應經過的下一跳路由器。
- OSPF
它是分佈式的鏈路狀態協議，適用於大型互聯網。OSPF只在鏈路狀態發生變化時，才向本自治系統中的所有路由器，用洪泛法發送與本路由器相鄰的所有路由器的鏈路狀態信息。鏈路狀態指明本路由器都和哪些路由器相鄰，以及該鏈路的度量，度量可表示費用，距離，時延，帶寬等。
- BGP-4
它是一種路徑向量路由選擇協議。BGP 力求尋找一條能夠到達目的網絡且比較好的路由，而非最佳路由。
- ICMP
網際控制報文協議ICMP是IP層的協議。ICMP報文作爲IP數據報的數據，加上首部後組成IP數據報發送出去。使用ICMP並非爲了實現可靠傳輸，是爲了更有效的轉發IP數據報和提高交付成功的機會。ICMP允許主機或路由器報告差錯情況和提供有關異常情況的報告。ICMP報文的種類有兩種，即ICMP差錯報告報文和ICMP詢問報文。ICMP的一個重要應用就是分組網間探測PING，用來測試兩臺主機之間的連通性，PING使用了回送請求與回送回答報文。
- IPv6的變化
IPv6帶來的主要變化是：
（1）更大的地址空間
（2）靈活的首部格式
（3）改進的選項
（4）支持即插即用
（5）支持資源的預分配
（6）首部改爲8字節對齊