在數(shù)據(jù)鏈路層之上楞捂，是網(wǎng)絡(luò)層烧给。網(wǎng)絡(luò)層提供了獨立于傳輸網(wǎng)絡(luò)并且全網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一的地址梁丘，即 IP 地址侵浸，還提供了獨立于傳輸網(wǎng)絡(luò)并且用 IP 地址表示發(fā)送端和接收端的分組，即 IP 分組氛谜。
IP地址
IP 地址分為 IPV4 和 IPV6掏觉。IPV4 是用 32 位二進制數(shù)表示的 IP 地址，而 IPV6 使用 128 位二進制數(shù)表示的 IP 地址值漫。
以下使用的 IP 地址均是現(xiàn)流行的 <b>IPV4</b>澳腹。
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IP 地址有兩種編址方式，一種是分類編址，另一種是無分類編址酱塔。
分類編址：
分類編址將 IP 地址分為 ABCDE 五類地址沥邻，如下：
- ABC 這三類地址稱為單播地址，包括網(wǎng)絡(luò)號和主機號兩部分
- 主機號全為 0 表示網(wǎng)絡(luò)地址羊娃，比如 192.1.1.0 是一個 C 類的網(wǎng)絡(luò)地址
- 主機號全為 1 表示廣播地址唐全，比如 192.1.1.255 是一個 C 類的廣播地址
- 32 位全為 1 表示受限廣播地址（限于發(fā)送終端所在網(wǎng)絡(luò)）
- 0.0.0.0 表示 IP 地址無法確定，終端沒有分配 IP 地址前可以作為 IP 分組的源地址
- 127.x.x.x 是回送測試地址
- 224.0.0.1 表示網(wǎng)絡(luò)中所有支持組播的終端和路由器
- 224.0.0.2 表示網(wǎng)絡(luò)中所有支持組播的路由器
- 224.0.0.9 表示網(wǎng)絡(luò)中所有運行 RIP 進程的路由器
無分類編址
由于在分類編址中存在浪費 IP 地址蕊玷、無法有效精簡路由項和 C 類網(wǎng)絡(luò)地址使用率較低的問題邮利，人們提出了<b>無分類編址</b>。
無分類編址通過<b>子網(wǎng)掩碼</b>指明 IP 地址中作為網(wǎng)絡(luò)號的位數(shù)垃帅，如 5.1.1.2/255.0.0.0 或 5.1.1.2/8 表示前 8 個二進制數(shù)為網(wǎng)絡(luò)號延届，剩下的 24 位為主機號。
IP分組
- 版本：4 位贸诚。IPV4 的版本號為 4方庭，即 0100降盹，IPV6 的版本號為 6咧纠，即 0110
- 首部長度：4 位付材，以 32 位字即 4 個字節(jié)為單位湿刽。該字段的最小值為 5货葬，用于沒有可選項的情況
- 服務(wù)類型：8 位赠制。 用于指定 IP 分組的優(yōu)先級浮定、延遲征讲、吞吐率和可靠性要求等要求的組合扇苞。前三位表示優(yōu)先級欺殿，第四位表示時延，第五位為吞吐率鳖敷，第六位為可靠性脖苏，剩下兩位為保留位
- 總長度：16 位，以字節(jié)為單位定踱。表示包括首部和數(shù)據(jù)的 IP 分組的長度棍潘，最大值為 65535
- 標識：16位。用于標識屬于同一 IP 分組的數(shù)據(jù)片崖媚，屬于同一 IP 分組的數(shù)據(jù)片該字段值相同
- 標志： 3 位亦歉。分別為 DF、MF 和保留位畅哑。DF = 1 表示不允許分片肴楷， MF = 0 表示該片為最后一片
- 片偏移：13 位，以 8 個字節(jié)為單位荠呐。表示當前數(shù)據(jù)片在原始 IP 分組中的位置
- 生存時間：8 位赛蔫。用于限制 IP 分組在網(wǎng)絡(luò)中的存在時間砂客，由終端設(shè)定
- 協(xié)議：8 位。表示數(shù)據(jù)所屬的高層協(xié)議類型
- 首部校驗和：16 位呵恢。對首部用檢驗和算法計算出的檢錯碼鞠值，沒每經(jīng)過一個路由器計算一次
- 源地址和目的地址：32 位。表示源終端和目的終端的 IP 地址
- 可選項：包括 保密瑰剃、嚴格的源站選路齿诉、不嚴格的源站選路、記錄路由和時間戳
IP over 以太網(wǎng)
基于以太網(wǎng)的 IP 的關(guān)鍵是如何根據(jù)終端的 IP 地址獲得 MAC 地址晌姚，這就要用到 <b>ARP（Address Resolution Protocol） 協(xié)議</b>
工作流程：
假設(shè)終端 A 需要通過終端 B 的 IP 地址獲得終端 B 的 MAC 地址
- 終端 A 發(fā)送以下格式的廣播幀：
網(wǎng)絡(luò)中所有終端都接收到請求幀粤剧，所有終端都根據(jù)給出的 IP 地址確定自己是否為目的終端
只有終端 B 回復(fù) 終端 A，回復(fù)幀的格式如下：
Internet 控制報文協(xié)議
Internet 控制報文協(xié)議 （Internet Control Message Protocol挥唠，ICMP）分為<b>差錯報告報文</b>和<b>詢問報文</b>
差錯報告報文：
- 終點不可達：
網(wǎng)絡(luò)不可達
主機不可達
協(xié)議不可達
端口不可達
需要分片但 DF 位置 1
源路由失敗
- 源站抑制：
當路由器或主機由于擁塞而丟棄IP分組時抵恋，就向IP分組的發(fā)送終端發(fā)送源站抑制報文，要求IP分組的發(fā)送終端降低發(fā)送速率宝磨。
- 超時：
當路由器接收到生存時間為零的IP分組
接收終端在規(guī)定時間內(nèi)不能接收到分片某個IP分組后產(chǎn)生的全部數(shù)據(jù)片
- 參數(shù)問題：
當路由器或目的終端接收到首部字段有錯的IP分組弧关，且已無法再繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)該IP分組
- 改變路由：
當路由器發(fā)現(xiàn)分組接收到的端口和將要轉(zhuǎn)發(fā)出去的端口相同時，可以要求發(fā)送該分組的終端改變路由
#######詢問報文：
- 回送請求和響應(yīng)：
路由器或主機通過回送請求報文向一個特定設(shè)備發(fā)出詢問
接收到該報文的設(shè)備（主機或路由器）必須向發(fā)送回送請求報文的源設(shè)備回答一個回送響應(yīng)報文
- 時間戳請求和響應(yīng)：
時間戳請求報文用于向某個目的設(shè)備詢問當前的日期和時間
時間戳響應(yīng)報文用于回送接收請求報文的日期和時間及發(fā)送響應(yīng)報文的日期和時間
- 地址掩碼請求和響應(yīng)：
主機通過子網(wǎng)掩碼請求和響應(yīng)來獲知所在網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼
- 路由器詢問和通告：
主機通過廣播路由器詢問報文查詢網(wǎng)絡(luò)內(nèi)路由器的工作狀態(tài)
接收到路由器詢問報文的路由器通過廣播路由器通告報文來通告其路由信息
