⽹际层的设计选择 ⽹络层的主要任务 1.就是将分组从源主机经过多个⽹络和多段链路传输到⽬的主机 2.可以将该任务划分为分组转发和路由选择两种重要的功能。

⽹络层向上层提供两种服务
    1.⾯向连接的虚电路服务
        (1)核⼼思想是“可靠通信应由⽹络⾃身来保证”。
        (2)通信双⽅沿着已建⽴的虚电路发送分组。
        
        注:很多⼴域分组交换⽹都使⽤⾯向连接的虚电路服务。
        例如，曾经的X.25和逐渐过时的帧中继（Frame Relay，FR）、异步传输模式（Asynchronnous Transfer Mode，ATM）。
    2.⽆连接的数据报服务
        (1)核⼼思想是“可靠通信应由⽤户主机来保证”。
        (2)不需要建⽴⽹络层连接。
        (3)每个分组可⾛不同的路径，因此，每个分组的⾸部都必须携带⽬的主机的完整地址。
        (4)通信结束后，没有需要释放的连接。

        注:这种通信⽅式所传送的分组可能误码、丢失、重复和失序。
        由于⽹络⾃身不提供端到端的可靠传输服务，这就使得⽹络中的路由器可以做得⽐较简单，⼤⼤降低了⽹络造价。

⽹络层协议 IPv4数据报格式 1.在TCP/IP标准中，各种数据格式常常以32⽐特（即4字节）为单位来描述。 2.⽹络层数据包（IP数据包，Packet）由⾸部、数据2部分组成 (1)数据：很多时候是由传输层传递下来的数据段（Segment）

IPv4数据报⾸部协议
    1.版本(Version)
        ⻓度为4个⽐特，⽤来表示IP协议的版本。
            (1)0b0100 : IPv4 
            (2)0b0110 : IPv6
    2.⾸部⻓度(Header Length)
        占4个⽐特，乘以4才是最终⻓度，⽤来表示IPv4数据报的⾸部⻓度。
            (1)最⼩取值为⼆进制的0101，20字节
            (2)最⼤取值为⼆进制的1111，60字节。
    3.可选字段
        (1)⻓度从1字节到40字节不等，⽤来⽀持排错、测量以及安全措施等功能。
        (2)虽然可选字段增加了IPv4数据报的功能，但这同时也使得IPv4数据报的⾸部⻓度成为可变的，这就增加了因特⽹中每⼀个路由器处理IPv4数据报的开销。
    4.填充
        (1)当⾸部⻓度（20字节固定部分+可变部分）的⻓度不是4字节整数倍时，填充相应数量的全0字节，以确保IPv4数据报的⾸部⻓度是4字节的整数倍。
        (2)使⽤全0进⾏填充。
    5.区分服务(Differentiated Services Field)
        (1)占8个⽐特
        (2)可以⽤于提⾼⽹络的服务质量
    6.总长度(Total Length)
        (1)占16个⽐特
        (2)⾸部 + 数据的⻓度之和，最⼤65535
    7.标识、标志、⽚偏移
        注:由于帧的数据不能超过1500字节，所以过⼤的IP数据包，需要分成⽚（fragments）传输给数据链路层。且每⼀⽚都有⾃⼰的⽹络层⾸部（IP⾸部）。

        (1)标识（Identification）：
            a.占16⽐特
            b.数据包的ID，当数据包过⼤进⾏分⽚时，同⼀个数据包的所有⽚的标识都是⼀样的
            c.有⼀个计数器专⻔管理数据包的ID，每发出⼀个数据包，ID就加1
        (2)标志（Flags）：
            a.占3⽐特
            b.最低位（More Fragment，MF）
                i.MF=1表示本分⽚后⾯还有分⽚
                ii.MF=0表示本分⽚后⾯没有分⽚
            c.中间位（Don’t Fragment，DF）
                i.DF=1表示不允许分⽚
                ii.DF=0表示允许分⽚
            d.最⾼位为保留位，必须设置为0
        (3)⽚偏移（Fragment Offset）：
            a.占13⽐特
            b.⽚偏移乘以8：字节偏移
            c.每⼀⽚的⻓度⼀定是8的整数倍
    8.⽣存周期（Time To Live，TTL）
        (1)占8⽐特
        (2)每个路由器在转发之前会将TTL减1，⼀旦发现TTL减为0，路由器会返回错误报告
    9.协议
        (1)⻓度为8个⽐特，⽤来指明IPv4数据报的数据载荷是何种协议数据单元PDU。

        常用的一些协议和相应的协议字段值：
            协议名称: ICMP IGMP TCP UDP lPv6 OSPF
            协议字段值: 1    2   6   17   41   89