网络层协议

基本概念了解 

1)4位版本号，用来表示IP协议的版本． 现有的 IP 协议只有两个版本，IPv4, IPv6
2)4位首部长度．设定和 tcp一样．
IP 报头可变长的．
IP报头又是带有选项的．
3)8位服务类型．（真正只有4位才有效果）
类似于 模式／形态 切换？
其他版本可能只是在实验室中存在，并没有真正大规模商用

四种形态是互斥的，只能切换到一种形态．
4)16位总长度．
IP报头＋载荷的长度．
总长度﹣IP 报头长度＝＞载荷长度＝>TCP 报文总长度
TCP 报文总长度﹣TCP报头长度＝>TCP载荷长度

这里的16位总长度，确实也涉及到64KB的问题．
但是IP协议，自身支持"拆包组包"机制
这里的64KB只是约束了一个IP 数据报．
如果需要携带比较长的数据的时候，IP 协议会自动的把一个数据报拆成多个数据报。
接收方在进行分用的时候，也会把多个数据报合并成一个数据报
5)16位标识
3 位标志位
13 位片偏移
描述了 整个 IP 数据报拆包组包的过程
当 IP 数据报需要携带比较长的数据的时候就在 IP 协议这一层触发 拆包操作
把一个大包拆成多个小包
多个小的 IP数据报都会带有IP报头，载荷是TCP数据报的几个部分～~16位标识：拆出的这多个包，16位标识是相同的
13 位片偏移：不同的，前一个包片偏移更小，后一个更大．
通过片偏移，就可以区分包的先后顺序，
3 位标志位：其中有一位是不用的．
还有一位，表示是否允许拆包．在这里已经拆了．这一位都是1
下一位，表示"结束标记"标识当前的包是否是最后一个．
这一位为0，表示这是最后一个包了．
6) 8 位生存时间TTL，单位是次，初始情况下TTL会有个数值（32/64/128)。每次经过一个路由器转发，TTL就会﹣1。减到0了就会被丢弃了．
7)8位协议
描述了上层，传输层，使用哪种协议．
8)16位首部校验和
校验数据是否正确的机制．只需要校验首部即可．
载荷部分，要么是TCP要么是UDP，人家自己已经校验过自己了． 

9) 32 位源地址
32 位目的地址
IP 协议中最最重要的部分．32位源地址表示的范围只有42亿9千万，

 所以ipv4的ip地址不够用咋办？

1.动态分配ip

一个设备不会一直需要上网，需要上网的时候就分配ip,不需要就先不分配。

这个方法就只能缓解不能解决！

2.NAT机制（网络地址转换）

局域网之间以及与外网的通信

(1)局域网之间的设备进行通信是ok的（局域网内部内网ip都是唯一的）。

(2)A局域网中的设备想和B局域网中的设备进行通信？（当前可能这俩设备之间的IP是相同的）

当前的规则禁止这种情况！要想通信就得有一个带有外网IP的设备进行中转！

(3)局域网内部的设备访问带有外网ip的设备

这个就是通过nat设备（路由器）利用映射表的记忆进行ip替换的过程。

nat的缺点

nat是一个纯软件，缺点也很明显1效率不高；2.繁琐；3.不方便访问局域网内部的设备...

这提高了IP地址的利用率，但并没有从根本上解决ip不够用的问题。

3.IPv6介绍

ipv6和nat诞生时间差不多，nat诞生成功，ipv6举步艰难？

但它的大力研发仍是有必要的

ip地址的组成

组成

IP 地址分为两个部分，网络号和主机号

网络号 ： 标识网段 ，保证相互连接的两个网段具有不同的标识；

主机号 ： 标识主机 ，同一网段内，主机之间具有相同的网络号，但是必须有不同的主机号；

 

子网掩码

认识mac地址

IP地址负责网络层转发，

mac地址负责数据链路层转发（用于标识网络设备的硬件物理地址。

它俩被各自独立地设计出来了 。

网络层负责的是整体地转发过程，数据链路层负责的是局部（相邻设备）之间。

mac(6个字节)和ip(4个字节)是不同的，一个主机既有ip又有mac.

mac是六个字节(比nat多很多)——>2^48。

MAC地址（网卡的硬件地址）：当前mac都是网卡出厂就被设置好了，每个设备的网卡都有独立的mac地址——>因此mac地址就变成标志身份的一种方式 

 DNS

平时所见的www.sougo.com等，机器在识别的时候会它转化位ip地址，但是很多主机同时上网，DNS如何解决高的并发量？

开源节流

十几年前，可以出现QQ可以登上去但是浏览器网页打不开的情况，这就和DNS有关了，这个也可以手动设置