简单地说，网络层是确定在复杂网络环境中的合适路径。
有四种协议： ARP协议、IP协议、ICMP协议和IGMP协议。
IP协议1、概念(设置协议内容即IP地址，实现数据传输)
IP协议是TCP/IP协议簇内的核心协议，也是TCP/IP的载体。 的TCP、UDP、ICMP和IGMP数据都以IP数据报格式传输。 IP提供不可靠、无连接的数据传输服务。
)1)不可信意味着不能保证IP数据报正常到达目的地。
IP只提供最好的传输服务。 如果发生了某些错误(例如，路由器暂时用尽了缓冲区)，IP会有一种简单的错误处理算法。 丢弃数据报并向信源发送ICMP消息。 所要求的可靠性必须由高层提供。
)2)无连接意味着IP没有保存任何关于随后数据报的状态信息。
各数据报的处理是相互独立的。 IP数据报可以不按照发送顺序接收。 当一个信源向同一个宿发送两个连续的数据报时，首先是a，然后是b。 每个数据报都是独立路由的，可能会选择不同的路由，因此b可能会在a到达之前到达。
引用于https://blog.csdn.net/Baidu _ 37964071/article/details/80467838
2、个人资料
上图：
主机：是安装了IP地址但不进行路由控制的设备；
路由器：被分配了IP地址，也可以进行路由控制。
节点：主机和路由器的总称；
路由选择
路由简单地说，就是在复杂的网络结构中，跳转找到通向终点的路线。
IP包的传输过程
)1)当IP分组到达路由器时，路由器首先看到目的IP；
)路由器决定这个数据包是可以直接发送到目的地主机，还是需要发送到下一个路由器
)3)依次重复，到达目标IP地址；
那么，我们如何知道现在这个数据包应该发送到哪里呢？
这取决于在每个节点内部维护路由表，如果目标IP遇到路由表，它将直接转发。
动态配置协议(DCP )通过正确设置网络号的主机号，确保互连网络中每个主机的IP地址都不相同。 但是，手动管理子网中的IP是一件相当麻烦的事情。 因此，出现了一种称为DHCP的技术，可以自动为子网中新添加的主机节点分配IP地址，避免了手动管理IP的不便。 此外，典型的路由器具有DHCP功能。 因此，路由器也可以视为DHCP服务器。
服务器控制lP地址范围，并在客户端登录服务器时自动获取服务器分配的lP地址和子网掩码。
网络控制消息传递协议(ICMP ) ICMP协议是网络层协议。 (基于ip数据报)
新构建的网络往往需要进行简单的测试才能验证网络是否畅通，但IP协议并不提供可靠的传输。 如果发生丢包，IP协议无法通知传输层有无丢包和丢包的原因。 因此，为了实现这样的功能，需要-ICMP协议。
ICMP协议的功能
ICMP协议的功能主要包括：
确认IP包是否成功到达目标地址在发送过程中丢弃IP包的原因用于在IP网络设备之间发送控制消息，并传递错误、控制和查询等信息。 在IP主机、路由器之间传递控制消息。 控制消息是网络本身的消息，如网络不通、主机能否到达、能否路由等。 这些控制消息不传输用户数据，但在用户数据的传输中起着重要的作用。
ICMP消息分类
无法实现目标、原点抑制、重定向或路线变更、时间戳
ICMP报文应用：
raceroute的工作方式(了解路径、错误信息) )
利用ICMP错误控制消息中的TTL超时后，将超时的消息发送回发送源。
例如，a主机traceroute B主机，a封装特殊数据包。 例如，第一个包的TTL为1，第二个包的TTL为2…第一个包到达第一个路由器时，如果发现TTL为0，它会向源主机发送超时消息。 这可以知道该数据包经过了哪个路由器。 同样的道理。 最后一个数据包到达b主机时。 收集每个超时的消息的IP的话，就会得到从a主机到b主机的路径。
ping程序工作原理（ICMP询问报文，两点间是否可通信）
ping程序用于检测主机与主机之间是否可以通信，如果无法ping某台主机，则表示无法与该主机建立连接。 ping使用ICMP协议将ICMP环回请求消息发送到目标主机。 ICMP协议规定，目标主机必须将ICMP回复响应消息发送回源主机。 如果源主机在一段时间内收到响应，则认为该主机可以到达
ARP协议(地址解析协议)ARP出现原因以及内容（将IP地址解析为MAC地址）
ARP协议
首先拆开信封，根据信中的IP地址解析出与《地址解析协议ARP》对应的物理地址，将该MAC地址写在信封上送出。)
地址解析协议。 在以太网环境中，数据传输通过MAC地址而不是IP地址进行，将已知IP地址转换为MAC地址的工作通过AR进行
P协议来完成的。在局域网中，网络中实际传输的是“帧”，帧里面是有目标主机的MAC地址的。在以太网中，一个主机和另一个主机进行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址。但这个目标MAC地址是如何获得的呢？它就是通过地址解析协议获得的。所谓“地址解析”就是主机在发送帧前将目标IP地址转换成目标MAC地址的过程。ARP协议的基本功能就是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行。
ARP映射方式
动态映射，静态映射
ARP流程
1.ARP请求（广播）
任何时候，当主机需要找出这个网络中的另一个主机的物理地址时，它就可以发送一个ARP请求报文，这个报文包好了发送方的MAC地址和IP地址以及接收方的IP地址。因为发送方不知道接收方的物理地址，所以这个查询分组会在网络层中进行广播。（见图1）
2 ARP响应（单播）
局域网中的每一台主机都会接受并处理这个ARP请求报文，然后进行验证，查看接收方的IP地址是不是自己的地址，只有验证成功的主机才会返回一个ARP响应报文，这个响应报文包含接收方的IP地址和物理地址。这个报文利用收到的ARP请求报文中的请求方物理地址以单播的方式直接发送给ARP请求报文的请求方。（见图2）
它让一个物理网络上的所有系统知道主机当前所在的多播组。多播路由器需要这些信息以便知道多播数据报应该向哪些接口转发。
OSPF : ( 开放式最短路径优先).在网络中使用OSPF协议后，大部分路由将由OSPF协议自行计算和生成，无须网络管理员人工配置，当网络拓扑发生变化时，协议可以自动计算、更正路由，极大地方便了网络管理。OSPF协议是一种链路状态协议。每个路由器负责发现、维护与邻居的关系，并将已知的邻居列表和链路费用报文描述，通过可靠的泛洪与自治系统AS 内的其他路由器周期性交互，学习到整个自治系统的网络拓扑结构;并通过自治系统边界的路由器注入其他AS的路由信息，从而得到整个Internet的路由信息。
BGP : （Border Gateway Protocol ）边界网关协议，用来连接Internet上独立系统的路由选择协议