网络层（一）
逐字节拆解IP数据报，理清子网划分、CIDR与分组转发的完整逻辑
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网络层（一）
逐字节拆解IP数据报，理清子网划分、CIDR与分组转发的完整逻辑
网络层引言
寄一个快递从北京到广州，你只填了收件地址，中途经过哪些分拣中心、走哪条路线，并不需要关心——快递系统替你做了决策。网络层在互联网里扮演的就是这个「跨网决策」角色。
分拣中心看目的地决定下一站 = 路由器查路由表决定下一跳；都不承诺时限，只管把包裹往前推
IP地址
寄包裹到外省，得写省、市、街道、门牌——少任何一层都可能送错。互联网里的路由器面对同样局面，它依靠 IP 地址把数据送到正确的主机。
网络号=街道区划，主机号=门牌号；不同城市可有相同门牌号
子网规划
上一页我们拿到 IP 地址，比如 192.168.1.0/24。但地址到手只是开始——公司几百号人要分部门、分楼层，网络也得跟着切。子网规划，就是把一整段地址切成小块来分配。
借房号前两位当区号（00/01/10/11），切成 4 区各 64 间；区号就是子网号
IP寻址
上一节我们把一个大网切成若干子网，每个子网都拿到了自己的「地盘」——但这种「地盘」到底靠什么来识别、报文又是凭什么一路找到终点的？这就轮到 IP 寻址上场。
地址=收件地址；路由器=分拣中心；网络号=邮编区段；最长前缀匹配=按邮编层级层层下送
IP分组
IP分组：定义、要点与典型应用
什么是IPv6？
IPv4只有32位地址，约43亿个。移动互联网、物联网让每台设备都要IP，地址早已分完。IPv6用128位地址，把这个问题彻底解决。
2的128次方足够给地球上每粒沙子都分到独立编号
IPv6地址
上一页解释了IPv6诞生的原因——IPv4地址快用完了。IPv6用128位地址解决根本问题，但它的设计远不止「位数翻几倍」，地址从格式到语义都换了思路。
全局前缀≈国家，子网ID≈街道社区，接口ID≈门牌+房间；路由可逐层缩小范围
IPv6分组
上一页讲过 IPv6 地址怎么写，但地址只是「门牌号」，真正在网络上传送的是一个一个 IPv6 分组。它在结构上做了大刀阔斧的精简。
标准箱=基本头，方便流水线分拣；填充物=扩展头，需要时再塞；箱内货物=载荷
IPv6过渡技术
IPv4 地址耗尽，IPv6 是未来；但全球 IPv4 网络不会一夜消失。新老两种协议必须长期共存——这正是过渡技术要解决的问题。
双栈=双语市民两边都能走；隧道=新城区包进老城区穿过去；翻译=边界翻译官让两边对话
路由从何而来？
前面我们讨论了IP分组如何被转发——但路由器每次做转发决策时，路由表里那条记录到底是从哪儿冒出来的？自己长出来的？人手动写的？还是协议告诉它的？
亲眼走过（直连）最可信，护林员给的地图（静态）次之，向其他探险队打听（动态）补充
距离矢量路由选择协议
上一页我们提出「路由从何而来」——每个路由器都要回答：去往每个目的地，下一跳该是谁？距离矢量是最朴素的方案：它不构造全局地图，只相信邻居的汇报。
每个路人只告诉你到下一站有多远，没人给你完整地图；你把所有片段拼成路线
本节要点
- ✓分层编址=定位与路由聚合的平衡术
- ✓子网掩码借位，让地址粒度按需伸缩
- ✓IPv6不止扩地址，更重塑了协议哲学
- ✓双栈+隧道+翻译，是平滑过渡的三板斧
- ✓距离矢量的「好邻居假设」，既是收敛基础也是失效边界
课后思考
先自己想，再点开参考答案。
参考答案一个是子网网络地址，代表整个子网本身，不能分配给具体主机；另一个是子网广播地址，向子网内所有主机发消息时使用。二者都是子网运作所必需的系统保留地址。
参考答案200 台数量上刚好用满 /24，但管理上常借 1 位分为两个 /25 子网：每个容纳 126 台主机，可按部门或楼层隔离广播域；剩余地址为网关预留，方便未来扩展。
参考答案节点只能依赖邻居的『传言』，路由变化要逐跳传播，节点多了迭代轮数大幅增加。极端时会触发『计数到无穷』，让网络长时间不稳定——这正是后来链路状态协议被提出的根本动机。