为什么需要网络层
解决以下问题：
- 异构网络互联，即跨局域网连接和资源共享
- 互联网络中主机标识问题
- 互联网中主机间路由选择问题（最佳路径）
- 互联网中数据转发的问题（分组转发）
网络层提供的两种服务
- 面向连接
- 无连接
实质就是：在计算机通信中，可靠交付应当由谁来负责？是网络还是端系统？
面向连接
通信之前先建立虚电路，以保证双方通信所需的一切网络资源。如果再使用可靠传输的网络协议、就可使所发送的分组无差错按序到达终点，不丢失、不重复。
电路交互与虚电路的区别
无连接
网络层向上只提供简单灵活、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。
网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个分组独立发送，与其前后的分组无关。
网络层不提供服务质量的承诺。即所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序，当然也不能保证分组传送的时限。
两种观点代表：
OSI
根据唯一的网络设备地址路由数据包，提供流量和拥塞控制以防止网络资源的损耗（虚电路服务）。
TCP/IP
网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务（数据报服务）。
尽最大努力交付
由于传输网络不提供端到端的可靠传输服务，网络中的路由器可以做得比较简单，而且价格低廉。如果端系统中的进程之间的通信需要是可靠的，那么就由网络的主机中的运输层负责可靠交付（包括差错处理、流量控制等）
优点是：
网络的造价大大降低，运行方式灵活，适应多种应用
虚电路服务与数据报服务的对比
网际协议IP
网络协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一。与IP协议配套使用的还有三个协议：
- 地址解析协议ARP
- 网际控制报文协议ICMP
- 网际管理协议IGMP
虚拟互联网络
使用一些中间设备进行互连：
- 物理层中继系统：转发器
- 数据链路层中继系统：网桥或桥接器
- 网络层中继系统：路由器
- 网桥和路由器的混合物：桥路器
- 网络层以上的中继系统：网关
将网络互相连接起来要使用一些中间设备。中间设备又被称为中间系统或中继系统。
网络互联都是指用路由器进行网络互连和路由器选择。
虚拟互联网络的意义
IP协议可以使这些性能各异的网络从用来看起来好像是一个统一的网络。使用IP协议的虚拟互联网络可简称为IP网。
使用虚拟互联网络的好处是：
当互联网上的主机进行通信时，就好像在一个网络上通信一样，而看不见互联的各具体的网络异构细节。
路由器
路由器的主要作用
路由器的主要作用是连通不同的网络。选择信息传送的线路。选择通畅快捷的近路，能大大提高通信速度，减轻网络系统通信负荷，节约网络系统资源，提高网络系统畅通率。
路由器是多个输入端口和多个输出端口的专用计算机。其任务是转发分组（转发给下一跳路由器）
路由器的结构
分组转发部分由三部分组成：
- 交换结构：又称为交换组织，其作用是根据转发表对分组进行处理
- 一组输入端口
- 一组输出端口
转发：路由器根据转发表将用户IP数据报从合适的端口转发出去。路由选择：按照分布式算法，根据从各相邻路由器得到的关于网络拓扑的变化情况，动态地改变所选择的路由。
分组丢弃
若路由器处理分组的速率赶不上分组进入队列的速率，则队列的存储空间最终必定减少到零，这就使后面再进入队列的分组由于没有存储空间而只能被丢弃。
路由器中的输入或输出队列产生溢出是造成分组丢失的重要原因。
所以说网络层是不可靠的，可靠性由两端的端系统去保证
分类的IP地址
IP地址及其表示方法
把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络。
IP地址就是给每个连接在互联网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围的唯一的32位标识符
IP地址的编址方法
- 分类的IP地址：最基本的编址方法
- 子网的划分：对最基本的编址方法的改进
- 构成超网：比较新的无分类编址方法
分类的IP地址
规定类别位是不可变的
点分十进制记法
八位二进制与十进制间转换
常用的三种类别的IP地址
一般不使用的特殊的IP地址
IP地址的一些重要特点
IP地址是一种分等级的地址结构，分两个等级的好处是：
一，IP地址管理机构在分配IP地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了IP地址的管理。
二，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由器中的项目数大幅度减少，从而减少了路由器所占的存储空间。
IP地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口
用转发器或网桥连接起来的若干局域网依然是一个网络，这些局域网都具有同样的网络号net-id
拥有net-id的网络都是平等的
