一、网段划分
组建网络
IP地址分成两个部分：
1.网络号：标识局域网
2.主机号：标识主机
同一个局域网内部，网络号必须相同，主机号必须不同
两个相邻局域网，网络号必须不同，主机号随意
家用路由器的ip地址经常是192.168.0.100
但是企业级路由器/骨干网路由器不一定是这种情况
子网掩码：
利用ipconfig命令查看主机的网络信息，可能有多组，每一组都对应着一个“网络接口”，也就是网卡/虚拟网卡（有线网卡/无线网卡）
子网掩码，是32位的正数。转为2进制之后，左侧都是1，右侧都是0.
家用路由器，网段一般都是255.255.255.0的，这是因为家用路由器，设备数量是比较少的，主机号0-255的范围是足够用的，如果是规模大一点的公司/学校/商场/组织单位，上网设备的数目大概率会超过256
就需要把子网掩码的1减少一点，这样子就能够支持更多的设备了
gateway 网关：
网络的出入口
192.168.100.1 我所在的路由器的LAN IP（.1只是习惯用法，都是可以修改的）
三种特殊的IP地址：
1.主机号全为0（所有的比特位都是0）
这个IP就是特殊的IP，表示该网段。不能把这个IP分配给某个具体的机器使用，形如192.168.100.0
2.主机号为全1（所有的比特位都是1）
这个IP也是特殊的IP，表示该局域网的“广播IP”
广播IP的作用，往这个IP上发送数据，广播给该局域网中的所有设备
只能基于UDP使用，TCP用不了广播
广播IP 和 微信群群消息，二者是不同的运力
广播IP，是基于网络层的IP协议支持的广播，只能是在当前的局域网内进行广播。应用场景有：手机投屏，点击投屏，显示出局域网内有哪些设备可以投屏，这都是基于广播IP实现的，因为你的电视的IP地址，手机是不知道的。投屏软件在启动的时候就可以往局域网的广播IP发送一个数据包。局域网中大部分的设备都不会理会数据包，因为他们没有对应的投屏软件，但是你的电脑有投屏软件，收到数据之后就可以做出响应，响应中告知手机，我的IP是什么...我能进行xxx投屏。
投屏软件不是把手机的画面传输到电视上（这种投屏也是存在的），更多的是把要播放的视频的地址告诉电视，而手机该干啥就去干啥，二者完全不影响。
微信群发送群消息则是应用层实现的广播效果，这不受限制，全然取决于程序员的代码是什么样子的。本质上就是你把消息发送给服务器，服务器在获取到所在群的成员列表之后通过遍历循环，把刚才的消息一个个地发送给所有的群成员。这是通过程序员编写代码实现的，TCP/UDP都可以做到。
3.127*
环回IP，通过这个IP发送的数据，还能够通过这个IP收到。自己发，自己收。
经常用到127.0.0.1，我们也称这个IP为localhost。绝大部分情况下，这两者等价，少数情况下，127可以使用，localhost使用不了。
上述基于子网掩码的网段划分方式，是现代的网段划分方式。
在这之前，还有另外一种方式：
上述功能，都是围绕“IP协议”的“地址管理”
接下来我们来看一下“路由选择”，即从起点到终点，路径是怎么规划的。高德地图这样的地图软件，导航的时候，能够获取到“全局信息”，你在搜索的时候，给你提供一个“最优解”
而网络上的路由选择，虽然也是在“导航”，由于每个连路由器都无法知道整个网络的结构环境，只能知道和自己相邻的一些设备的情况，从而只能提供一个“较优解”
路由器的路由选择，是一个“启发式”“探索式”的过程
数据链路层
数据链路层负责两个相邻节点之间的数据传输。
最常见的数据链路层协议：
1.以太网（IEEE 802.3）
通过网线/光纤进行传输的网络
2.Wifi（IEEE 802.3）
无线信号
数据包报文格式（使用 帧）
IP数据报的拆包组包
要不了64KB，在数据链路层，长度就已经限制住，需要进行拆包了
此处的目的地址是6个字节，不是IP地址
mac地址/物理地址 当前可以做到每个设备有一个唯一的mac地址，通常是网卡出厂的时候就被写死了。mac地址也通常会作为一个机器的身份标识。
数据链路层中，也提出的地址体系，专注于解决两个相邻节点之间的数据转发。
数据的字节数量限制取决于硬件结构的，是一个非常非常小的数字，1KB多点。
不同的链路层协议，这个上限也是不同的，1500只是针对以太网协议。把长度的上限，称为MTU。
mac地址的本职工作是进行网络转发。在管理员终端中使用ipconfig /all 进行查询，物理地址那一栏表示的就是mac地址。两个十六进制数字，相当于一个字节。mac地址的标识方式，通常使用16进制。两两一组，组和组之间通常使用- 或者：来进行分割。
能不能数据链路层也用IP地址，或者网络层也用mac地址呢?理论上是可以的。
ARP协议
ARP协议准确的来说，是横跨网络层和数据链路层的协议。ARP不携带业务数据，是为了实现网络转发（给数据链路层的转发）提供必要的支持。
网络转发的时候，A给B发送了一个数据，A不光要知道B的IP地址，还需要知道B的mac地址（尤其是当A和B相邻的时候）
IP协议里，在路由器中，存在一个路由表：IP地址->网络接口（WAN/LAN）关系
数据链路层协议，交换机中，存在一个转发表 mac->具体的网口之间的关系
ARP就是为了协助构造这个转发表，它能够根据IP地址，获取到对应设备的mac地址
ARP协议的报文周期性触发（这是因为网络结构可能变化），ARP广播给局域网中的所有设备，询问每个设备的mac地址，每个设备收到ARP请求之后，返回响应，响应中就会包含对应的mac地址的值。
DNS
应用层协议
域名解析系统
网络上通过IP地址，描述一个设备的位置，但是32位的数字，化为点分十进制标识，是比较晦涩拗口的，因此我们引入“域名”，通过一串具有实际意义的单词，来标识一个IP地址
域名还有了另外一个好处：未来某天如果更换了机器，也就是更换了IP，那么只需要在DNS系统中重新设置一下域名和IP的关联关系就好了，这对于网站的用户来说，是无感知的。
最早的DNS系统，是通过hosts文件来进行标识的。而随着网络的发展，网站数量越来越多了，每天都有新的网站上限，也有旧的网站消亡，手动维护本地的hosts文件就非常麻烦了。因此，现在的DNS系统不再依赖hosts文件，而是通过一组DNS服务器来完成的域名解析。
这个模型下，DNS服务器会收到海量的请求。
思路一：访问某个网站的时候，不是每次访问都需要进行DNS访问的。相邻的几次访问，域名和IP的映射关系是不会变的。因此，浏览器会对域名解析结果进行缓存。通过引入缓存，大幅度降低访问DNS服务器的频率。
思路二：分布式系统
通过引入更多的硬件资源来解决这个问题
日常生活中，如果遇到浏览器打开网站打不开，但是不依赖域名（直接使用IP地址通信）的程序（比如QQ）可以正常打开，那么就是你附近的DNS服务器挂了。