Linux网络——网络层

网络层的作用：在复杂的网络环境中确定一个合适的路径。

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一.IP协议

IP存在的意义：IP地址提供一种能力，使得数据能够从主机B跨网络、可靠的送至主机A。

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1.协议头格式

能够看出IP协议的格式与TCP协议存在很多相似之处，同样拥有4为首部长度和选项字段，更重要的是IP协议拥有16位总长度，表示整个IP数据报的大小，因此可以轻松将IP协议头进行分离。

8 位服务类型(Type Of Service): 3 位优先权字段(已经弃用), 4 位 TOS 字段, 和 1 位保留字段(必须置为 0). 4 位 TOS 分别表示: 最小延时, 最大吞吐量, 最高可靠性,最小成本. 这四者相互冲突, 只能选择一个. 对于 ssh/telnet 这样的应用程序, 最小延时比较重要; 对于 ftp 这样的程序, 最大吞吐量比较重要。

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二.网段划分

IP 地址分为两个部分, 网络号和主机号：

• 网络号: 保证相互连接的两个网段具有不同的标识。
• 主机号: 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。

IP地址是有用且有限的资源，所以需要经过合理的划分来进行分发，并通过精心的设计来快速高效的使用。 

过去曾经提出一种划分网络号和主机号的方案, 把所有 IP 地址分为五类, 如下图所示：

• A 类 0.0.0.0 到 127.255.255.255
• B 类 128.0.0.0 到 191.255.255.255
• C 类 192.0.0.0 到 223.255.255.255
• D 类 224.0.0.0 到 239.255.255.255
• E 类 240.0.0.0 到 247.255.255.255

但是这种划分方法，导致了大量的地址浪费，于是又提出了新的划分方案CIDR：

• 引入一个额外的子网掩码(subnet mask)