章前介绍：
TCP/IP栈的网络层位于网络接口层和传输层之间，其主要协议包括：IP，ARP，RARP，ICMP，IGMP等。其中IP是TCP/IP协议栈的核心协议，他规定了数据的封装方式，网络节点的标识方法，用于网络上数据的端到端的传递
TCP/IP网络层主要定义一下协议：
《1》IP：负责网络层寻址、路由选择、分段及包重组。
《2》ARP，负责把IP地址解析成物理地址。在实际进行通信时，物理网络所使用的是物理地址，IP地址是不能被物理网络所识别的。对于以太网而言，当IP数据包通过以太网发送时，以太网设备是以MAC地址传输数据的，ARP就是将IP地址解析成MAC地址。
《3》RARP:负责把物理地址解析为IP地址。
《4》ICMP：定义了网络层控制和传递消息的功能，可以报告IP数据包传递过程中发生的错误、失败等消息，提供诊断；
《5》IGMP：负责管理IP组播组。用于支持在主机和路由器之间进行组播传输数据。它让一个物理网络上的所有路由器知道当前网络中有哪些主机需要组播。组播路由器需要这些信息信息以便知道组播数据包应该向哪些接口转发。
下面将对每个协议进行细化讲解：
IP协议：
（1）定义：IP协议是由RCF791定义，IP是尽力传输网络协议。IP并不关心数据包的内容，不能保证是否能成功到达目的地。面向连接可靠性的则是上层的TCP协议实现。
（2）作用：
《1》标识节点和链路；为没每个链路分配一个全局唯一的网络号，为节点分配一个全局唯一的32位IP地址；
《2》寻址和转发；路由器根据所掌握的路由信息，确定节点所在的网络位置，进而确定节点所在的位置，并选择适当的路径转发。
《3》适应各种数据链路：为了工作在多样化的链路和介质上，IP必须具备适应各种链路功能，例如根据链路的MTU进行分片和重组；
（3）IP包头结构：（截图）
（4）IP地址格式及表示方法：
在计算机内部，IP地址为二进制32位bit：
11000000 10101000 00000101 01111011
通常我们把它使用十进制并以8个二进制为一段分成4段，就变成：
192.168.5.123
分类：
A类地址：网络位从第一个八位段以0开始，顺序1-8bit（共占7bit）。而主机位为后三个八段位（24bit），所以A类地址的范围为1.0.0.0----126.255.255.255，每个A类网络有2的24次方A类地址
B类地址：网络位从第一个八位段以10开始，顺序3-16bit（共占14bit）。而主机位为后两个八段位（16bit），所以B类地址的范围为从A类最大地址+特殊A类环回测试（127.0.0.0/8）128.0.0.0----191.255.255.255，每个B类网络有2的16次方B类地址；、
C类地址：网络位从第一个八位段以110开始，顺序4-24bit（共占21bit）。而主机位为后一个八段位（8bit），所以C类地址的范围从B类地址最大地址（191.255.255.255）192.0.0.0----223.255.255.255，每个C类网络有2的8次方C类地址
D类地址：网络位从第一个八位段以1110开始，因此范围为224-239，通常为组播地址
IP地址划分------而衍生出子网掩码的需求
IP地址分为网络号和主机号，为了划分子网，借用主机号几位来表示子网号，剩下的仍为主机号。于是两级的IP地址就变为三级的IP地址。这样就可以划分若干个子网。
（5）计算子网的计算
《1》已知掩码，求到可用主机数；（不需要考虑子网号）
公式：2的N次方-2=可用主机数
例如192.168.1.0/24：
块大小 32-24（网络位）=8；
2的8次方再减二=256-2=254
《2》已经要求分配主机数量，求子网数目：（需要考虑子网号）
公式：2的N次方=可分配子网数量
例如168.195.0.0 要求划分主机数量700个以上的网络
计算主机号：2的N次方=700+2（2位主机和广播地址），N约为10
计算子网位：168.195位B类地址，那么第八位段中子网号位为8-2（10-2）=6；
所以2的6次方=64，可以分出64个子网，每个子网为168.195.0.0，168.195.4.0…………
《3》已知子网个数，求主机数量：（需要考虑子网号）
公式：同上一样，2的M次方=分配子网数量
例如168.195.0.0，要求划分27个子网，尽可能分更多的主机
求主机号：2的M次方=27，M=5，接着由于168.196是B类地址，求得主机号N=32-16-5=11
所以主机数量2的11次方=2046，可分得2的5次方=32个子网，取其中27个即可；
（6）VLSM和CIDR
VLSM：variable length subnet mask，可变长子网掩码，即允许对一个网络可以使用不同大小的子网掩码，通过对二级划分网络进行再划分，以提高地址利用率。原理就是通过向主机位借位的方式，实现地址的精确编址以及提高网络的灵活性与可用性。
注意VLSM使用在路由协议上，要求协议必须支持VLSM；
CIDR:classless inter-Domain Routing，无类别域间路由，简单来说就是取消IP地址的分类结构，将多个地址块聚合成一个更大的网路，通过支持路由聚合，使得路由表项变少。
CIDR是基于VLSM来进行任意长度的前缀的分配的。
区别：（我的理解）VLSM是将1个子网再细化成多个子网；而CIDR将多个子网聚合成1个子网。