网络层:负责地址管理与路由选择（为每条网络中的数据选择合适路径）；IP;路由器
IP协议格式：
4位版本号IPV4/IPV6；
4位头部长度：表示IP报头的长度，以4字节为单位（20-60字节）；
8位服务类型：3位弃用，1位置0，4位TOS字段（最大吞吐量，最小成本，最高可靠性，最小延时）；
16位数据报长度：限制一个完整的Ip报头不超过64k，
udp不超过64k-28；
**分片标识：**数据传输时最大长度不超过数据报长度64k即65536字节，并且受限于链路层数据帧MTU（最大传输单元），通常再以太网协议下为1500字节（可配置），如一条udp数据小于64k-28即可发送，但是链路层受限于MTU需要分片处理；
若报文大小大于MTU，小于数据报长度，则会在网络层进行分片处理；
16为分片标识：标识该当前分片属于哪一个上层报文；
3位标志：1位保留，1位禁止分片位，1位分片标志位；
13位分片偏移：当分片在对端数据重组时，需要确定该分片在报文的位置，13位的大小为8192，假设一个分片在报文中的偏移量是64000偏移量，这时13位无法标识，因此偏移的单位是8字节，以8字节为单位，8192*8刚好为65536，所以，每一个分片的长度都为8的倍数；
8位TTL：报文的最大生命周期，每一次经过路由器就会-1，为0时标识找不到对端，会被丢弃（默认一般为64，现在多为128），防止产生环路；
8位上层协议：记录传输层协议，数据分用时用于解析上层协议；
16位校验和：校验数据一致性；
32位源端/对端地址空间：描述了通信中的俩台主机；
0-40字节选项数据：保存其他信息；
数据分片：
完整的报文，在网络层数据分片后，在对端重组时，重新组合成完整的报文；
地址管理
IP地址：ipv6/ipv4;-uint_t -2^32个IP地址，用于在网络中标识主机；
IP地址的组成：网络号+主机号；
网络号：是一个网络的标识，俗称网段（这个网络中分配的IP地址都带有这个网络的标识，每个网络的网络号保证不同，就可以保证分配的IP地址不同）；
网段的划分：早期/当前
A:用于组建大型网络，高1位固定为0，7位网络号，24位主机号；网络范围0-127，IP地址范围：0.0.0.0-127.255.255.255，可以分配2^31个主机；
B:用于组建中型网络，高俩位固定为10，14位网络号，16位主机号；网络号范围128.0-191.255；IP地址范围128.0.0.0-191.255.255.255；
C:用于组建小型网络，高3位固定为110，21位网络号，8位主机号；网络号范围192.0-223.255；IP地址范围：192.0.0.0-223.255.255.255；容纳256个主机；
当前：
**CIDR方案：**如何将网络划分的更加精细，使用子网掩码；
子网掩码： uint32_t，由连续二进制数字组成；
子网掩码与IP地址相与，得到当前网络号；
子网掩码取反，得到主机号范围；子网掩码255.255.255.0 主机号范围0-255；
例：某公司申请了C类网络，192.168.2.0/24，公司有四个部门，希望划出四个子网，求每个子网的网络号，子网掩码，IP地址范围？
1.c类网络最大主机号为256，分成四个为64；
2.最大主机号为0.0.0.63 ，取反得到子网掩码：255.255.255.192；
3.每个子网6个主机号
IP地址范围：192.128.2.0-192.168.2.63 网络号 192.128.0.2 子网掩码255.255.255.192
……
以此类推即可
特殊IP地址
0.0.0.0可以识别主机上任何网卡地址，常用于服务端监听地址；
255.255.255.255：全网广播地址（任意一个主机收到这个地址的数据，都会认为是发送给自己的，适配所有IP地址，常用于DHCP请求地址）
127.0.0.1本地虚拟回环网卡地址（常用于本地网络通信测试）
主机号全为0；实际就是网络号，是网络的表示；
主机号全为1；udp局域广播地址；
公网/外网 内网/私网
公网/外网：即互联网
内网/私网：一个私有网络，只可内部通信
IP地址不够用 –
1.DHCP动态分配；
2.NAT网络地址转换（主要用于私网向外部传输IP地址）
私网之间，只要网络不相邻，网络号就可以相同，分配IP地址可以冲突（对外上网时需要通过NAT转换，对外并不冲突）
路由选择
路由选择：路由器为每一个流经的数据根据目的IP地址进行路径选择，即拿到数据根据目的地址，在路由表中进行匹配，查看这个目的主机属于哪个与自己相连的网络，然后通过自己连接这个网络的网卡，将数据发送到对应网络中；
互联网中路由器记录的路由表（包含不仅仅是与自己相连网络的路由信息，与自己不相连的也会记录，路由器会广播自己的路由表多少层网络）路由表生成算法；
链路层
链路层：负责相邻设备之间的数据帧传输；
链路层就是负责每一个相邻节点之间的数据传输；
相邻地址通过MAC地址来描述识别（一个设备可能有多个相邻设备）
MAC地址：网卡的硬件地址uint8_t amc[6];
48位源端/对端mac地址：描述识别相邻设备–描述相邻设备之间的数据传输；
16位上层协议：网络层的协议类型，进行数据分用时解析数据；
32位CRC校验和：数据帧尾，包含校验和在内；
如何获取对端mac地址？
一个主机，第一次通过网线连接到路由器上，然后发送DHCP请求，路由器收到后会进行响应，给主机分配IP地址；
**ARP协议：**一个介于网络层与链路层之间的协议–通过IP地址获取MAC地址；
封装ARP请求，然后将ARP请求广播到整个局域网中（在以太网头中设置的对端MAC地址，FFFFFFFF，ARP请求中描述自己的MAC地址和IP地址，以及对端IP地址，对端MAC地址），相邻设备收到ARP请求后，检测目的的IP地址是否与自己相符，若相符组织ARP响应，填充自己的MAC地址回复出去，不相符则丢弃
ARP局域网欺骗攻击：恶意主机收到ARP广播请求，伪装自己，告诉主机自己就是目标主机，将自己的MAC地址发过去。
解决方案：防火墙白名单，主机获取到相邻设备MAC地址后，会缓存一段时间；
MTU：最大传输单元–链路层限制数据帧大小（默认1500字节，可配置）
MTU对上层协议的影响：
tcp协议：tcp在传输层，进行三次握手时，进行MSS数据段协商，告诉对方自己的MSS大小，然后取较小一方作为MSS，tcp在传输层进行数据分段；
MSS= MTU-最小IP报头长度-最小tcp报头长度 即1500-20-20= 1460；
udp协议：udp不考虑mss，只要数据段大小小于64k-28，就可以进行传输，但是这个数据大小若是大于mtu，mtu会在网络层进行数据分片；
udp不可靠传输，分片越多，容易出现问题；
解决方案：在udp协议使用期间就考虑好这个问题，将udp按照mtu分包处理；
DNS：域名系统–用于存储IP地址与域名之间的映射关系，提供域名解析，通过域名解析获取服务器IP地址
ICMP协议：网络层协议，用来进行网络探测
ping–ssh协议使用22号端口/telnet协议使用23号端口；
ping工具通过ICMP协议实现，进行网络探测，网络层不涉及端口
NAT/NAPT服务：网络地址转换服务
代理服务：
个人网络与互联网服务商之间的代理机构
