网络层是信使的子网边界和通信设备协议的顶层。 其功能负责地址管理和路由(根据想去的地方为各网络内的数据选择合适的路径)，典型的协议是IP协议，典型的设备是路由器)。
类似于IP协议IP协议的工作邮政服务。 不需要事先通知收件人。 邮政服务收到信件，并根据邮政途径发送给收件人。 无连接数据通信也不向终端主机通知而发送IP分组。 IP协议被设计为低开销协议，它只提供网络系统将数据包从源主机传输到目标主机所需的功能，而不负责跟踪和管理数据包的流动。 因此，在网络层，因特网识别未连接数据报服务的设计构想http://www.Sina.com/: IP v4/ipv 63358 www.Sina.com/: IP报头的长度最多60字节) 3358www.Sina.com/)用于确定每个数据报的优先级级别版本号)是报头和数据之和的长度，单位是字节，因此数据报的最大长度最大数据链路层传输单元MTU http://www.Sina.com/:如果IP消息大小大于在数据链路层指定的MTU，但与数据长度字段匹配，则此数据将在数据链路层进行数据分片。 用于唯一标识主机发送的消息。 如果IP消息在数据链路层被切片，则每个切片中的此id相同
假设以太网网络方式的默认MTU=1500，假设消息长度为1500，并且进行片操作的图解如下
由于mtu的原因，完整的消息可能在数据链路层被数据分片。 这些切片需要在另一侧进行切片重组。 重新组合是完整消息首部长度:1位保留，称为1位非切片位FD，仅当DF为0时才允许切片。 如果DF为1，则禁止分片，并且如果分组大于MTU，则路由器丢弃分组。 另外一位是更多片MF，MF为1时表示后面有片； 如果MF为0，则表示是最后一个片的服务类型:如果在另一侧重组了片，则必须确定其在原始包中的相对位置。 偏移单位可以是8字节，即13位的最大值可以表示2^13*8=65536。 因此，每个分片(不包括最后一个)的长度是8的整数倍(报文总长度)表示消息的最大生命周期，每次通过路由器时为-1。 如果此值为0，路由器将销毁数据报)。 默认值为64，现在为128 )，主要防止循环问题。 http://www.Sii典型值为01-ICMP、06-TCP、17-UDP 标识:检查数据完整性(每层均有相应设备的数据检查，并检查其他层
地址管理----网段分区IP地址=网络号主机号
网络编号：网络的标识符。 在每个网络上分配的IP地址将使用此网络编号。 网络号也称为网段
主机编号标识同一网络中的不同主机。 也就是说，同一网络有相同的网络号，也有不同的主机号
IP协议的版本有两种： IPV4和IPV6。 IPV4、IPV4地址类型为uint32_t，共有40多亿个IP地址，用于在网络中唯一标识主机
IP地址是计算机动态分配的(DHCP )，但计算机分配IP地址时，如何防止所有主机发生分配冲突呢？--- http://www.Sina .
初始的网段划分是将IP地址分为五类
(a )用于构建大型网络，前一位固定为0、7位网络号和24位主机号； 网络编号范围： 0到127，IP地址范围：0.0.0. 0到127.255.255
(b )为了建立中型网络，前2位固定为10、14位网络号、16位主机号； 网络号码范围： 128.0~ 191.255，IP地址范围： 128.0.0.0~191.255.255
(c )为了构建小型网络，前3位固定为110，2位网络号码，8位主机号码； 网络号码范围： 192.0.0~ 223.255.255，IP地址范围： 192.0.0~ 223.255.255
d :特殊IP地址
e :特殊IP地址
标志由于存在大量IP地址浪费(大量公司申请的是b类网络)，b类地址很快被分配，但a类浪费了大量地址)
CIDR分区方案片偏移
说明0.0.0.0可以标识当前主机上任何网卡的地址，可以是服务端监听地址(表示绑定监听本机上所有IP地址) 255.255.255全网广播地址)之一
本地的网络通信测试，给自己发送数据查看网络是否正常）主机全为0实际就是网络号，是网络的表示，因此全为0的主机号是不能分配给网络中的主机主机号全为1实际是UDP局域网广播地址（适配与当前网络中的所有主机，因此全为1的主机号是不能分配给网络中的主机CIDR方案就是引入子网掩码来划分网络
子网掩码是uint32_t类型的数字，这个数字由连续的二进制1来组成，通常用一串0来收尾，例如我们平时家用网络的子网掩码一般都是255.255.255.0
子网掩码与IP地址相与得到当前的网络号
255.255.255.0 & 192.168.137.1 = 192.168.137.0
子网掩码取反就可以获得这个网络中的主机号范围
~255.255.255.0 = 0.0.0.255，则这个网络中的主机号范围为：0 ~255
假设一个公司要申请了一个C类网络，IP地址为200.161.30.0，现在公司中有4个部门，希望从这个网络中平均划分出四个子网供给各个部门使用，请计算每个子网的网络号为多少，和对应的子网掩码为多少，且IP地址的范围又为多少?
答：C类网络中的子网掩码为255.255.255.0，即前3个字节200.161.30为网络号，子网划分将从第四个字节的第一个比特位开始。现需要划分为4个子网，即需要2个比特位，因此子网掩码为255.255.255.11000000，即255.255.255.192
子网1的网络号：200.161.30.00000000；即200.161.30.0
子网2的网络号：200.161.30.01000000；即200.161.30.64
子网3的网络号：200.161.30.10000000；即200.161.30.128
子网4的网络号：200.161.30.11000000；即200.161.30.192
每个子网都有64个主机号，则有效主机IP地址范围为（去除主机号全为1和全为0的ip）
子网1：200.161.30.00 000001 ~ 200.161.30.00 111110；即200.161.30.1 ~ 200.168.30.62
子网2：200.161.30.01 000001 ~ 200.161.30.01 111110；即200.161.30.65 ~ 200.168.30.126
子网3：200.161.30.10 000001 ~ 200.161.30.10 111110；即200.161.30.129 ~ 200.168.30.190
子网4：200.161.30.11 000001 ~ 200.161.30.11 111110；即200.161.30.193 ~ 200.168.30.254
注：当要划分不是2的次方整数倍时，需要向上划分。例如划分5个子网，此时必须划分为8个子网。也就是前3个比特位为网络号
公网与私网公网也称外网，也就是我们所说的互联网；私网也称内网，仅限于内部通信
IP地址的数量是有限的，只有40多亿个，DHCP动态地址分配并不能完全解决这个问题。此时就引入了NAT来解决IP地址不够用的问题
NAT全称（Network Address Translation，网络地址转换），主要用于组建私网，将私网的IP地址转换为对外的IP地址。
私网中的主机都有各自的IP地址，而私网对外只有一个IP地址。也就不同私网的主机，即使IP地址相同，也没有关系。因为他们对外上网的时候会通过NAT服务转换为对外的IP地址进行上网。但是要注意私网之间，网络不能相邻，否则就会造成冲突
但是私网的网络号也不能随便使用，万一与公网上的某个网络号冲突了就不合适了。在RFC文档1918规定，能够用于组建私网的网络号有以下几种
10.* . *. *----用于组建大型私网
172.16. * . * ~ 172.31. * . *----用于组建中型私网
192.168. *. *----用于组建小型私网
路由器的功能就是实现数据包的寻址和转发
路由选择：就是路由器的寻址，寻址数据包到达目的IP地址的最佳路径
路由表：路由表存储了有关本地网络和远程网路的数据转发信息
在Linux操作系统下，可以使用route命令查看路由表信息
重要名词解释
Destination：目标网络
Gateway：网关地址
Genmask：子网掩码
Iface：连接指定网络的网卡
假如主机1要给主机2发送数据，并不会直接将数据发送给主机2，而是要先将数据发送给路由器1，然后路由器进行路由选择，先查看主机1是否属于自己的私网，利用主机1的IP地址和自己组建的私网的子网掩码相与得到一个网络号，如何得到的网络号和自己组建时的网络号相同，则表示主机1属于自己的私网，这时候就可发送给主机2。但是发送给主机2之前，先要确认主机2是否属于自己的私网，也是要拿主机2的IP地址和自己组建的私网的子网掩码相与，如果与自己组建的网路号相同，就才会发送给主机2
假如主机1要上百度上网，会将数据发送给路由器1，然后路由器要发送给百度，百度的IP地址为39.156.69.79，然后发送时将这个IP地址依次从表格的上到下和子网掩码相与，看有没有相同的网络号，如果没有就可以通过eth1网卡发送到default的网关上，此时数据就到达了运营商路由器。运营商路由器也有自己的路由表，然后根据自己的路由表寻找目的地。以此类推，最后才将数据发送给百度
私网之间的主机是无法直接进行通信的，例如主机1不能和主机3和主机4直接进行通信的
主机1要和主机3通过qq进行网络通信，会先将数据发送到路由器1，再将数据发送到运营商服务器，再发送到互联网，互联网再发送到qq服务器，然后qq服务器再发送至互联网，再到运营商服务器，然后再到路由器2，再发送到主机3。这里发送数据时都路由器都会记录两网卡之间的映射关系，是由哪个源IP地址和端口发送到哪个目标IP地址和端口，这个技术叫做NAPT。例如路由器1与记录主机1之间的映射关系 192.168.3.2 <-> 192.168.2.2
相邻网络：一个路由器上边连接的网络，对于这个路由器都是相邻网络。例如下图中的路由器1和路由器2并不相邻，路由器1和路由器2都和运营商路由器相邻
相邻网络不能使用同一个网络号，如果使用了用同一个网络号，此时路由器会记录两个同样的网络号，如果发送数据，就不知道发送给谁了
私网之间是不能通信的，他们有可能具有相同的IP地址
网关就类似于一个中转站，两个主机之间要进行通信，就必须经过网关。
互联网中路由器上记录的路由表，包含的不仅仅是与自己相连接的网络的路由信息，与自己不相连的也会记录