本文简单介绍一下计算及网络中的网络层，主要包括数据的发送过程和网络层协议
1、数据发送过程
对于应用程序
- 传输层：对数据进行分段（段）
- 网络层：添加源、目的IP地址（包）
- 数据链路层：添加源、目的MAC地址（帧)
- 使用自己的子网掩码判断自己属于哪个网段、目标属于哪个网段
- 如果属于同一网段：arp协议广播解析目标IP地址的MAC
- 如果不属于同一网段：发送给路由器（网关），arp网关的MAC地址，然后把数据包发送给路由器
- 物理层：转化成数字信号（bit）
2、网络层协议
网络层协议分层，ARP协议为IP协议服务，IP协议为ICMP协议和IGMP协议服务。
2-1、ARP协议
将IP地址通过广播，目标MAC地址为全F，获取IP地址的MAC地址。广播不能跨路由。
ARP网络欺骗：（网络执法官软件，可以规定任意两台计算机通或者不通），当计算机ARP广播的时候，网络执法官回复一个不存在的MAC地址。这样发送端发送的数据包全部被交换机丢弃掉了
2-2、ICMP协议
ping命令使用ICMP协议，ping可以查看时延，TTL表示生存周期，每过一个路由器，TTL减1
ping 8.8.8.8 -i 2 通过更改数据包TTL时间，能够跟踪数据包途径的路由器，（通过查看数据包返回的IP地址）
- Linux TTL=64
- Windows TTL=128
- Unix TTL=255
2-3、IGMP协议
- 点到点：好处，播放流媒体可以快进快退
- 广播：视频讲课，老师控制计算机，实验室每个学生可以看到同样的内容。（好处，不用发送多份数据，只需要发送一份数据即可）
- 组播=多播：（同一服务器，播放不同课程，），对服务器绑定多个多播IP地址，接收端设置不同的多播IP，就能接收到不同的数据。（缺点，不能调解视频的播放速率。可以用电视频道来理解多播）
2-4、IP协议
所有能够选路的协议都是IP协议
2-4-1、RIP协议
路由器均配置为RIP协议，周期性在广播路由表，即自己所连得网段信息(RIP协议选取跳数最少的连接)，30s更新一次，广播最大的跳数为15
2-4-2、OSPF协议
选路的标准是带宽，而不是最少跳数。
3、IP数据包格式（IP协议）
IP数据包由首部和数据部分组成，首部分为固定部分和可变部分，固定部分有20个字节。
- 版本：4位，TCP/IP版本号 v4/v6
- 首部长度：4位，首部一共多长，因为有可变部分，所以有该字段
- 总长度：2个字节，表示整个IP数据包的总大小（因为数据链路层IP数据包最大是1500字节，所以IP数据包>1500字节时，需要进行分片，才能被数据链路层接收）
- 标识：2个字节，数据包分片以后的标识
- 标志：数据包是否分片的标志位，占3位，目前只有两位有意义，最后一位MF=0，表示最后一个分片，MF=1表示后面还有分片。中间位DF=0是允许分片，DF=1时不允许分片。
- 片偏移：13位
- 生存时间：1个字节，TTL，每过一个路由器，MAC地址要修改，TTL要减1
- 协议：数据是什么协议ICMP（1）、IGMP（2）、TCP（6）、UDP（17）、IPv6（41）、OSPF（89）
- 首部检验和：检验首部是否有错，数据包检验过程如下：
