一、IP协议
1.1、协议格式：
4位版本：描述当前协议版本ipv4,ipv6……
4位头长：描述IP报的头部长度，最小20字节，最大60字节
8位服务类型;1位保留0；3位优先权；4位服务类型：最小成本，最低延迟，最高可靠性，最 大吞吐量
16位报文长度：描述ip报文最大64k；IP报文中的数据最大64k-20
16位分片标识：IP报文长度超过了MTU则会进行分片，在对端进行分片重组；
3位分片标志：1位禁止分片，1位分片末尾标志，1位保留
13位分片偏移：以8字节位单位，描述该分片在原始报文中相对起始位置的偏移量
8位TTL：报文生命周期，描述报文所能经过的最大路由器跳数；每经过一跳就会-1 ，为0时 丢弃
8位数据协议类型：描述IP报文中的数据所采用的协议，以便于数据解析
16位校验和：检验数据一致性
32位源端IP地址+对端IP地址：描述通信两端主机
0……40字节选项数据。
1.2、IP地址组成
为了简化IP地址分配，因此决定划分网络进行分配，每个网络分配的IP地址应该拥有唯一的网络标识，以及网络中的主机唯一标识
网络号：网络的唯一标识
主机号：是主机在自己所属子网中的唯一标识
网络的划分：早期划分位五类网络
A：高位0固定，7位网络号（0~127），24位主机号
B：高位固定10，14位网络号（128.0~191.255），16位主机号
C：高位固定110，21位网络号（192.0.0~233.255.255），8位主机号
D：高位固定1110，用途：多播组网；范围
E：高位固定1111，用途：保留实验，范围
当引入CIDR方案：一种向前兼容的新方案，在原来的基础上做更加细致的网络划分
子网掩码：：连续的二进制1组成的；与IP地址相与得到网络号，取反得到网络中得主机号个数
特殊IP地址：
0.0.0.0：表示当前主机上，所有的网卡地址，常用于网络服务端绑定监听地址，绑定了该地地址的指定端口，则意味着该主机上所有网卡收到的指定端口的数据，都会给这个socket。
127.0.0.1：127网络中的地址都是用于网络测试的地址（虚拟回环网卡的地址）
主机号全为0的地址：网络号（不分配给主机的，是一个网络的标识）
主机号全为1的地址：局域网广播地址
私网和公网：
（内网和外网）有一些特定的网络专门用于组建私网（基于NAPT技术节省IP地址使用） 组建私网：10. 172.16~172.31；192.168.0
二、路由选择
1、每个路由器中都有一个路由表：记录所连接的网络网络号+子网掩码+连接该网络的网卡……
使用数据中的目的IP地址，与路由表中每一项路由数据的子网掩码相与后与该网络比较，如果一致，则表示该主机，就是属于该网络的，这时候选择合适的路径转换技术
2、转发的时候，当前我们大多数网络都使用了NAPT网络地址端口转换技术
NAPT技术：组建一个小型私网，让私网中的主机使用同一个对外的IP地址进行通信。
3、转发的时候会将数据中源端地址进行转换，转换为自己对外的地址端口。
三、链路层
功能：负责相邻设备之间的数据传输
MAC地址：物理网卡的硬件地址（出厂设置） 48位数字，网卡（通信设备）的唯一标识，如图：
3.1、以太网协议
6B源端MAC地址+对端MAC地址:用于相邻设备之间的定位描述
2B数据协议：描述内部数据的协议类型，以便于进行数据解析
4B检验和：检验数据一致性
产生问题：对端的MAC地址如何获取？
3.2、ARP协议：
介于网络层与链路层之间的协议
功能：通过IP地址，获取指定相邻设备的MAC地址
①组织ARP请求数据包
填充自己的IP地址+自己的MAC地址+其他各项要素+目标IP地址
发送给所有与自己连接的设备
②相邻设备收到ARP请求后，对比目标IP是否与自己一致，若一致，则组织ARP应答，将自己的MAC 地址填充进去，进行回复
③收到ARP回复后，会在本地建立IP地址与MAC地址映射缓存数据（维持30秒）---因为DHCP动态地址分配技术，导致一台设备IP地址是不固定的
3.3、DHCP动态地址分配：
①一台主机连接网线，就会全网广播，就会全网广播DHCP请求给自己连接的设备
②若连接的设备是一个路由器，收到请求，就会进行DHCP回复，分配IP地址，，子网掩码，网关地址（路由器的IP地址）
因此每台主机连接到一个网络后，都能知道自己所连接的路由器的IP地址。
3.4、ARP局域网欺骗攻击：
①一台设备，连接到网络后，伪造IP地址不断的向路由器发送ARP回复
目的：为俩让路由器认为自己就是网络中的所有设备（路由器就会将发往局域网内所有设备的数据，发给该主机）
②一台设备，连接到网络后，伪造IP地（路由器），不断的广播ARP回复
目的：让所有设备都认为自己就是路由器，所有设备的数据都会发往该设备
解决方案：在路由器中设置MAC地址白名单
MTU:最大传输单元，链路层限制的最大数据大小（不包含链路层报头在内）
根据不同的组网技术，大小不一样
MTU对编程的影响：影响数据在网络中是否需要进行数据分片
①一个完整是的报文（UDP），若过大（64k）,受限于MTU大小（以太网1500B），在网络层就会进行数据分片，包含IP报头，UDP报头在内+数据不能超过1500B，分片后进行发送
②这些分片到达对端主机之后，会进行分片重组
重组的时候，任意一个分片出问题，整个报文都会被丢弃
分片越多，报文传输问题的概率就越大
因此程序员就选需要控制，应用层提前分包，尽量避免网络层的数据分片（UDP， 1472）
但是TCP不需要考虑分片的问题：因为TCP在传输层会根据MTU计算MSS然后进行数据 分段传输
3.5、网络代理：VPN----翻墙
代理技术与NAT技术区别是什么？
代理技术：工作的应用层，目标通信主机就是代理服务器IP，类似于代购
NAT/NAPT技术：工作在网络层，目标设备就是通信目标设备，代卖商家
