计算机网络层与协议
IP数据报格式
网络层主要功能：1。定义了基于IP协议的逻辑地址2。选择数据通过网络的最佳路径3。连接不同的媒介类型
IP数据包格式

版本Version：包含的是IP的版本号，4个比特
首部长度Header Length：用于表示IP数据报头的长度，4个比特
优先级与服务类型：用于表示数据包的优先级和服务类型，8个比特
总长度Total Length：用以指示整个IP数据报的长度，16个比特
标示符Identification：用于表示IP数据报的标示符，16个比特
标志Flags：标志字段，3个比特
段偏移量Fragment offset：用于表示段偏移量，13个比特
TTL：用于表示IP数据报的生命周期，8个比特。可对应通过路由器的数目
协议号Protocol：协议字段，8个比特
首部校验和Header checksum：用于表示校验和，16个比特
源IP地址Source IP Address：用于表示数据报的源地址，32个比特
目标IP地址Destination IP Address：用于表示数据报的目的地址，32比特
可选项：可选字段
之后就是上层数据
2．IP地址
IP地址是一个网络编码，即可是一个主机的地址，也可以是路由器一个接口的地址。
IP地址有32位，有4个8位的二进制数组成，每8位之间用圆点隔开，通常IP地址用4个点分开的十进制数来表示。
IP地址的分类

A类地址：第一个8位组为网络部分，其余3个8位组为主机部分
127.0.0.1：本机回环地址
B类地址：前2个8位组为网络部分，后两个8位组为主机部分
C类地址：前3个8位组为网络部分，最后一个8位组为主机部分
D类地址：用于组播通信地址，不能再互联网上作为节点地址使用
E类地址：用于科学研究的地址，也不能再互联网上作为节点地址使用
Internet上的合法IP地址：目前只使用A、B、C这3类地址
私有地址：10.0.0.0~10.255.255.255 172.16.0.0~172.31.255.255 192.168.0.0~192.168.255.255
子网掩码的组成：与IP地址一样，子网掩码由32个二进制位组成，对应IP地址的网络部分用1表示，对应的IP地址的主机部分用0表示，通常也是用4个点分开的十进制数表示
A类的地址的默认子网掩码255.0.0.0
B类的地址的默认子网掩码255.255.0.0
C类的地址的默认子网掩码255.255.255.0
有了子网掩码后，只要把IP地址和子网掩码作逻辑“与”运算，所得结果就是IP地址的网络地址

可变长子网掩码和IP子网的划分
将一个大网络进一步划分成许多个独立的小网络，每个小网络都称为这个大网络的子网。每个子网可以对应一个地理范围或者区域
如何划分子网：就是把一部分主机位拿出来作为“子网位”，或者叫做网络位向主机位“借位”
划分公式：划分子网的个数：2n，n是网络位向主机位所借的位数。
每个子网的主机数：2m-2，m是借位后所剩的主机位数。
划分子网后的子网掩码：在原有子网掩码的基础上借了几个主机位，就添加几个1，这就是变长子网掩码VLSM
4．     ARP和RARP
ARP的工作原理：ARP用来把已知的IP地址解析成MAC地址，以便可以在MAC层进行通信。
ARP缓存表是主机存储在内存中的一个IP地址和MAC地址一一对应的表，windows中用arp –a来显示
ARP协议的工作过程 见 230 页
代理ARP的工作原理：是一种IP网络地址复用技术，可以避免每台主机配置路由表
代理ARP工作过程：见 232 页
各种ARP缓存的查询与更新
在主机和路由器上都维护着一张ARP缓存表
在windows上显示 C：\>arp -a
删除ARP表条目C：\>arp -d IP address
在路由器上显示ARP缓存表 Route#show ip arp
RARP的工作原理：是ARP的完全相反的过程，已知MAC地址，查找IP地址
5．     ICMP
主要功能：ICMP是一个“错误侦测与回馈机制”，通过IP数据包封装的，用来发送错误和控制信息
ICMP定义了很多信息类型：目的不可达、TTL超时、参数问题、源压抑、回显、回显应答、时间戳、时间戳应答、信息请求、信息应答、地址请求、地址应答
ICMP的基本使用：ping
Ping命令的返回信息 见 235 页