网络层是计算机网络体系结构中的核心组成部分，主要负责在不同网络之间实现数据包的传输与路由选择。本复习笔记将从核心功能、关键技术及常见协议三方面展开。

一、网络层核心功能

1. 分组转发与路由选择：网络层基于IP地址识别目标主机，通过路由算法确定最优路径，实现数据包的高效传输。
2. 异构网络互联：通过IP协议屏蔽底层网络差异，实现以太网、Wi-Fi等不同物理网络的互通。
3. 拥塞控制：根据网络状态动态调整数据发送速率，避免网络过载。

二、关键技术详解

1. IP协议（IPv4/IPv6）

• IPv4使用32位地址，通过子网划分提高地址利用率

• IPv6采用128位地址解决地址枯竭问题，支持自动配置

• 重要字段：TTL（生存时间）、协议类型、首部校验和

1. 路由算法

• 距离向量算法（如RIP）：基于Bellman-Ford算法，定期交换路由表

• 链路状态算法（如OSPF）：通过洪泛法传播链路状态，构建全网拓扑图

• BGP协议：用于自治系统间的路由选择，采用路径向量机制

1. 重要辅助协议

• ARP协议：完成IP地址到MAC地址的解析

• ICMP协议：实现网络连通性测试（ping）和错误报告

• DHCP协议：动态分配IP地址，简化网络管理

三、典型问题解决方案

1. 地址转换（NAT）：通过端口映射解决IPv4地址不足问题
2. 分片与重组：处理不同MTU网络的数据包传输
3. 路由冗余：通过VRRP等协议实现网关备份

四、重点考点提醒

1. IP数据报格式及各字段含义
2. 子网划分与CIDR地址计算
3. 路由表构建过程与下一跳选择
4. 各类路由协议的特点与适用场景

建议结合具体协议抓包分析，深入理解IP数据报的传输过程。在复习过程中要特别注意区分网络层与传输层的功能边界，准确掌握路由器与交换机的本质区别。