网络层的功能
定义了基于IP协议的逻辑地址
连接不同的媒介类型
选择数据通过网络的最佳路径
MAC地址不能区分主机在那个区域或地方，MAC无法分层分段,而IP可以区分主机在那个区域，因为ip是分层分段分区域的，根据IP地址可以查到主机在哪，IP地址需要花钱买。
我们想要上网就是想要得到一个公有的IP地址，公有的IP地址可以上网，在内部可以用私有IP地址，私有IP地址不能上网，例如我们用的飞秋。
IP包头的格式
网络层的上一层传输层过来的数据在网络层还是叫数据，网络层在数据前面加上ip头部，头部包括，可选项及上面的所有东西，我们关注的有，
版本：版本字段，IP v4
首部长度：IP包头部长度，因为长度可变，因此需要定义，最小20字节
优先级与服务类型：优先级与服务类型，提供3层的QoS
总长度：IP数据总长度
标识符（图中的一行都是标识符）：上层来的数据到IP层会被分段，这几个字段用来对数据 包进行标识，使在数据到达目的端重组的时候，不会乱序
TTL(要记住)：生命周期字段，经过一个路由器值减1，为0时，数据包丢弃。为了防止一个 数据包在网络中无限的循环下去。
协议号：协议字段，用来标识封装的上层数据是UDP还是TCP，UDP是17，TCP是6
首部校验和：
源地址：IP地址
目标地址：IP地址
可选项：
IP地址的作用：用来标识一个节点的网络地址
IP地址的组成
IP地址总共32位，4字节，用十进制数来表示，用.来分割每个字节
IP地址的分类
总共有ABCDE五类，我们只关心ABC三类，DE用在特殊的设备上。
IP地址分为：网络位和主机位
网络位表示一个网段，
主机位表示网段中的某个节点，或者说主机，或者说网口
网络位和主机位一起组成某个网段的某个网口或主机
网络位不能全为0
127开头的ip，表示本机，配置给虚拟网口（lo）的，也就是说只要计算机安装了TCP/IP协议，它就会有以127开头的IP地址
判断TCP/IP协议是否正常（linux和windows都可以）：Ping 127.0.0.1，,通说明协议没问题
一个IP地址的主机位全为0，表示该ip是网络地址（网络id）
一个IP地址的主机位全为1，表示该ip是广播地址
每个网段都有一个网络地址和一个广播地址
如果网络层封装的目的IP地址是广播地址，那么这个数据包就是一个广播数据包，他所在广播域的所有节点都可以接收到该数据包。
B类中的169.254开头的ip，是自动获取ip无法获取成功的时候使用，正常情况下不去配这种ip。
ABC类ip中，部分网段是私有的（不花钱的），如下：
A：10开头
B：172.16开头-172.31开头
C:192.168开头
其他的是公有的。
当北京往广州发数据时，写的目的IP地址是与之相连的路由器的私有地址，经过路由器后转换为与之相连的公有地址进入外网。
子网掩码的位数也是32位，分4段，每段8位。
子网掩码的长度对应于ip地址网络部分的位数。
子网掩码的作用是用来确定网段的。
有效ip地址段=网络部分（网段）+主机部分。
路由器的作用是实现跨网段通信。
子网掩码用1来对应ip的网络位，用0来对应ip的主机位。
网络位和主机位都必须是连续的，不能间隔。
跨网段通信需要使用路由器。
一个广播域是一个网段。
不同的广播域里的主机进行通信就是跨网段，跨网段就需要路由（可以用路由器也可以用三层交换机）。
子网划分原因
满足不同网络对IP地址的需求
实现网络的层次性
IP地址分类
有类地址
无类地址
子网划分的理解
如何判断两个IP地址是不是同一网段？
分别将IP地址和子网掩码做相位与运算，得到的网络ip一样说明在同一个网段。
172.16.50.35/24 255.255.255.0 172.16.50.0/24
172.16.55.35/24 255.255.255.0 172.16.55.0/24不同网段
详细如下：
172.16.50.35 10101100 00010000 00110010 00100011
255.255.255.0 11111111 11111111 11111111 00000000
相与得 10101100 00010000 00110010 00000000 即172.16.50.0
172.16.50.36/24 255.255.255.0 172.16.50.0/24
172.16.50.35/24 255.255.255.0 172.16.50.0/24同一个网段
172.16.50.35/25 255.255.255.128
子网划分的理解
2的2次方等于4
2的三次方等于8
子网划分的原理
将192.168.1.0/24 划分为4个小网段
将主机位划到网络位
总结：借位n位，可得到2的n次方个小网段，32-原来的网络位-借位的网络位=剩余主机号m，每个网段的可用主机号个数为：2的m次方减去2（广播地址和网络地址）。
子网划分的应用
IP地址经过一次子网划分后，被分成三个部分——网络位、子网位和主机位
可变长子网掩码（VLSM）
VLSM允许把子网继续划分为更小的子网
子网划分示例
公司有生产部、销售部、财务部、客服部4个部门
生产部有主机100台、销售部有主机50台
财务部有主机25台、客服部有主机12台
公司使用C类地址192.168.100.0/24，如何划分子网？
子网地址与广播地址计算
计算159.64.25.100/25地址的子网地址和广播地址
1、写出二进制的子网掩码
2、写出二进制的IP地址
3、确定子网部分：网络位和主机位之间是子网部分
4、主机位全是0的地址是其所属子网的子网地址
5、主机位全是1的地址是其所属子网的广播地址