网络层
网络层提供了虚电路服务和数据报服务。两者的区别：
1.虚电路服务需要先建立连接，但数据报服务不用
2.虚电路服务会保证通讯的可靠性，但是数据报服务不会
3.虚电路服务同一个虚电路的分组均按照同一个路由转发，而数据报服务可以使用任何路由进行转发。 （前者保证了可靠性，后者保证了性能）
4.虚电路的差错处理可以由网络负责，也可以由用户主机负责，而数据报服务只由用户主机负责。（这意味着数据报服务最大交付特性，并不意味其最终可靠性得不到保证）
网络层服务的特点：
网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报（即分组）服务。
网络层不提供服务质量的承诺，这样意味着传送的分组可能出错、丢失、重复和失序，但是这种方式也让路由器比较简单，极大降低了成本。网际协议IP与IP协议配套使用的三个协议：（1服务于IP协议，IP协议服务于2、3）
1. 地址解析协议ARP（用于寻找目标主机）
2. 网际控制报文协议ICMP（更加有效转发IP数据报和提高交付成功的机会）
3. 网际组管理协议IGMP （用于IP多播传输数据报）
虚拟互联网络
从一般的概念来讲，将网络互相连接起来要使用一些中间设备：
- 物理层使用的中间设备叫做转发器。
- 数据链路层使用的中间设备叫做网桥或桥接器。
- 网络层使用的中间设备叫做路由器。
- 在网络层以上使用的中间设备叫做网关。
主机如何在网络实现互联首先主机会查看自己的路由表，查看目标主机是否在本网络上，如果存在不需要进过任何路由器直接交付IP数据报；如果不在把IP数据报转发到某一个路由器上，路由器会先查看自己的路由表查看目标主机是否在自己的网络上，如果不在继续转发到另一个路由器上，直到找到目标主机。
补充：在IP数据报转发的过程中只涉及物理层、数据链路层、网络层。
IP地址IP地址由网络号字段和主机号字段为组成。
无论在互联网中，还是公司局域网中IP地址都是一种有限资源，要合理分配。
C的网络位为：24-3=21位 主机号=32-24=8位
192.0.1~223.255.255 最大的网络数为：2^21-1=2097151个
每一个网络下（即局域网中）的主机数：2^8-1=254个
所以在一个局域网中，前三个部分数字要一致，后面即为分配的主机号。如192.0.1.100 和192.0.1.101是在一个局域网中的主机。
在一个网络内
1. 在同一个局域网上的主机或者路由器的IP地址中的网络号必须是一样的。
2. 用网桥（链路层中间设备）互联的网段仍是一个局域网，只能有一个网络号。
3. 路由器总是有两个或两个以上的IP地址。即路由器在每一个连接的局域网内都会分配一个不同网络号的IP地址。（路由器就是两个局域网的交集）
4. 当两个路由器直接相连接口处可分配IP，也可以不分配IP地址。（路由器可以通过IP跨局域网直连）
IP地址与硬件地址
物理地址是数据链路层和物理层使用的地址；
IP地址是网络层及以上各层使用的地址，是一种逻辑地址。IP是通过软件实现的。
IP地址放在IP数据报的首部，而硬件地址则放在MAC帧的首部。
在MAC帧和IP数据报转换的过程中需要一个匹配规则，即为地址解析协议ARP。
通过ARP协议，可以从网络层使用的IP地址，解析出数据链路层使用的硬件地址。
1.每一个主机都有一个ARP高速缓存，里面有本局域网上的各主机和路由器的IP地址到硬件地址的映射表，如果有，则获取其硬件地址中将其写入MAC帧。
2.如果ARP高速缓存中没有，会通过在局域网中广播发送一个ARP请求分组，局域网中其请求中的目标IP与主机IP一致的主机会对其进行响应，进而将这个新映射更新到这两个主机当中的arp缓存中，其他主机不会对这个arp请求，做任何动作。
数据报
IP层通过路由器转发分组（IP数据报）
分组转发：从一个路由器转发到下一个路由器。
路由：由目的网络地址和下一跳地址组成。
1.IP数据报最终一定可以找到目的主机所在目的网络上的路由器(可能要通过多次的间接交付)
2.只有到达最后一个路由器时，才试图向目的主机进行直接交付。
子网划分
利：为了方便公司能够灵活地分配增加新的主机连上互联网，通过划分子网能够为公司提供更多的IP地址。
弊：划分子网可以增加灵活性，但却减少了能够连接网络上的主机总数。
划分子网的方法是从网络的主机号借用若干位作为子网号。（只能改变其主机号，不能改变其网络号，所以很多运算题都是针对B类网络）
三级IP地址：网络号+子网号+主机号
由于32位的IP地址本身以及数据报的首部都没有包含任何有关子网划分的信息，所以只能通过子网掩码来表示子网的划分情况。
A类:1.0.0.0~126.255.255.255,默认子网掩码/8,即255.0.0.0
(其中127.0.0.0~127.255.255.255为环回地址,用于本地环回测试等用途)；
B类:128.0.0.0~191.255.255.255,默认子网掩码/16,即255.255.0.0；
C类:192.0.0.0~223.255.255.255,默认子网掩码/24,即255.255.255.0；
D类:224.0.0.0~239.255.255.255,一般于用多播
E类:240.0.0.0~255.255.255.255(其中255.255.255.255为全网广播地址),E类地址一般用于研究用途
A->E的过程中 越精细 ，段划分的越细致
举个栗子：B类网络（主机号 255.255.224（主机号借位部分）.0）
224 1110 0000
111为子网位： 2^3=8 最多分到8个子网
00000 为ip位 2^5-2=31个 （ip位全0为网络地址或全1为广播地址不能用）
互联网的路由选择协议
路由算法根据能否随网络的通信量或拓扑自适应地进行调整变化来划分成：
静态路由选择策略与动态路由选择策略（目前都是采用后者算法）。
路由选择协议主要分为两类：
- 内部网关协议IGP：即在一个自治系统（以路由选择策略来划分）内部使用的路由选择协议（这类应用最广泛，RIP和OSPF协议）
- 外部网关协议EGP:若源主机和目的主机处于不同的自治系统中（BGP的版本4）
路由器和交换机的区别：
1. 路由器可以为局域网自动分配IP和虚拟拨号，交换机只能用来分配网络数据。
2. 路由层在网络层，交换机在物理层。
3. 路由器根据IP地址进行寻址，交换机根据物理地址（即MAC地址）进行寻址。
4. 路由器可以把一个IP地址（这里指的是二级的IP地址）给多个主机使用，对外IP地址是一样的，交换机把很多主机连在一起，对外IP是不同的。
