嵌入式Linux网络编程，有人网络的七层讲清楚了

 本文主要给大家分享网络七层概念之网络层，后续章节会跟大家讲述物理层、链路层、传输层、应用层等（难得的好文，建议先收藏！）

本文主要从以下几个方面讲解网络层：

网际协议 IP

IP 地址

与 IP 配套几个协议

网络地址翻译器（NAT）

地址解析协议（ARP）

反向地址转换协议（RARP）

因特网控制消息协议（ICMP）

IGMP

IP 数据报的格式

IP 数据报首部的固定部分中的各字段

IP 数据报首部的可变部分

IP 层转发分组的流程

路由表

默认路由(default route)

路由表查找

网络层是OSI参考模型中的第三层，介于运输层和数据链路层之间，它在数据链路层提供的两个相邻端点之间的数据帧的传送功能上，进一步管理网络中的数据通信，将数据设法从源端经过若直干个中间节点传送到目的端，从而向运输层提供最基本的端到端的数据传送服务。主要内容有：虚电路分组交换和数据报分组交换、路由选择算法、阻塞控制方法、X.25协议、综合业务数据网（ISDN）、异步传输模式（ATM）及网际互连原理与实现。

IP是TCP/IP协议族中最为核心的协议。所有的TCP、UDP、ICMP及IGMP数据都以IP数据报格式传。IP提供不可靠、无连接的数据报传送服务。不可靠( unreliable)的意思是它不能保证I P数据报能成功地到达目的地。I P仅提供最好的传输服务。任何要求的可靠性必须由上层来提供(如TCP)。

无连接(connectionless)这个术语的意思是I P并不维护任何关于后续数据报的状态信息。每个数据报的处理是相互独立的。这也说明， I P数据报可以不按发送顺序接收。如果一信源向相同的信宿发送两个连续的数据报(先是A，然后是B)，每个数据报都是独立地进行路由选择，可能选择不同的路线，因此B可能在A到达之前先到达。

1.1 网际协议 IP

IP是英文Internet Protocol（网络之间互连的协议）的缩写，中文简称为“网协”，也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中，它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则，规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统，只要遵守 IP协议就可以与因特网互连互通。

各个厂家生产的网络系统和设备，如以太网、分组交换网等，它们相互之间不能互通，不能互通的主要原因是因为它们所传送数据的基本单元（技术上称之为“帧”）的格式不同。IP协议实际上是一套由软件程序组成的协议软件，它把各种不同“帧”统一转换成（NNT流量）或者“IP数据包”格式，这种转换是因特网的一个最重要的特点，使所有各种计算机都能在因特网上实现互通，即具有“开放性”的特点。

数据包也是分组交换的一种形式，就是把所传送的数据分段打成 “包”，再传送出去。但是，与传统的“连接型”分组交换不同，它属于“无连接型”，是把打成的每个“包”（分组）都作为一个“独立的报文”传送出去，所以叫做“数据包”。这样，在开始通信之前就不需要先连接好一条电路，各个数据包不一定都通过同一条路径传输，所以叫做“无连接型”。这一特点非常重要，它大大提高了网络的坚固性和安全性。

每个数据包都有报头和报文这两个部分，报头中有目的地址等必要内容，使每个数据包不经过同样的路径都能准确地到达目的地。在目的地重新组合还原成原来发送的数据。这就要IP具有分组打包和集合组装的功能。

在实际传送过程中，数据包还要能根据所经过网络规定的分组大小来改变数据包的长度，IP数据包的最大长度可达 65535个字节。

 网络互相连接起来要使用一些中间设备

• 中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。

• 物理层中继系统：转发器(repeater)。

• 数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)。

• 网络层中继系统：路由器(router)

• 网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)。

• 网络层以上的中继系统：网关(gateway)。

网络互连使用路由器：

• 当中继系统是转发器或网桥时，一般并不称之为网络互连，因为这仅仅是把一个网络扩大了，而这仍然是一个网络。

• 网关由于比较复杂，目前使用得较少。

• 互联网都是指用路由器进行互连的网络。

• 由于历史的原因，许多有关 TCP/IP 的文献将网络层使用的路由器称为网关。

 分组在互联网中的传送

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