网络层协议，协议的定义

一、ip网络层的三个协议

ip网络层三个协议，分别是IP协议、ARP协议、路由协议。

【1】IP协议

MAC地址只与厂商有关，与所处的网络无关，所以无法通过MAC地址来判断两台主机是否属于同一个子网。

因此，网络层引入了IP协议，制定了一套新地址，使得我们能够区分两台主机是否同属一个网络，这套地址就是网络地址，也就是所谓的IP地址。

由于发送者和接收者的IP地址是已知的(应用层的协议会传入)，因此我们只要通过子网掩码对两个IP地址进行AND运算后就能够判断双方是否在同一个子网了。

【2】ARP协议

即地址解析协议，是根据IP地址获取MAC地址的一个网络层协议。其工作原理如下：

ARP首先会发起一个请求数据包，数据包的首部包含了目标主机的IP地址，然后这个数据包会在链路层进行再次包装，生成以太网数据包，最终由以太网广播给子网内的所有主机，每一台主机都会接收到这个数据包，并取出标头里的IP地址，然后和自己的IP地址进行比较，如果相同就返回自己的MAC地址，如果不同就丢弃该数据包。ARP接收返回消息，以此确定目标机的MAC地址；与此同时，ARP还会将返回的MAC地址与对应的IP地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间，下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。cmd输入arp-a就可以查询本机缓存的ARP数据。

【3】路由协议

通过ARP协议的工作原理可以发现，ARP的MAC寻址还是局限在同一个子网中，因此网络层引入了路由协议，首先通过IP协议来判断两台主机是否在同一个子网中，如果在同一个子网，就通过ARP协议查询对应的MAC地址，然后以广播的形式向该子网内的主机发送数据包；如果不在同一个子网，以太网会将该数据包转发给本子网的网关进行路由。网关是互联网上子网与子网之间的桥梁，所以网关会进行多次转发，最终将该数据包转发到目标IP所在的子网中，然后再通过ARP获取目标机MAC，最终也是通过广播形式将数据包发送给接收方。

而完成这个路由协议的物理设备就是路由器，在错综复杂的网络世界里，路由器扮演者交通枢纽的角色，它会根据信道情况，选择并设定路由，以最佳路径来转发数据包。

二、计算机网络应用层和传输层及网络层协议有哪些

应用层协议：

1、远程登录协议（Telnet)

2、文件传输协议（FTP）

3、超文本传输协议（HTTP）

4、域名服务协议（DNS）

5、简单邮件传输协议（SMTP）

6、邮局协议（POP3）其中，从网络上下载文件时使用的是FTP协议，上网游览网页时使用的是HTTP协议；在网络上访问一台主机时，通常不直接输入IP地址，而是输入域名，用的是DNS服务协议，它会将域名解析为IP地址；通过FoxMail发送电子邮件时，使用SMTP协议，接收电子邮件时就使用POP3协议。传输层协议：1、传输控制协议TCP2、用户数据报协议UDPTCP协议：面向连接的可靠传输协议。利用TCP进行通信时，首先要通过三步握手，以建立通信双方的连接。TCP提供了数据的确认和数据重传的机制，保证发送的数据一定能到达通信的对方。UDP协议：是无连接的，不可靠的传输协议。采用UDP进行通信时不用建立连接，可以直接向一个IP地址发送数据，但是不能保证对方是否能收到。网络层协议：1、网际协议IP、Internet互联网控制报文协议ICMP、Internet组织管理协议IGMP、地址解析协议ARP。

三、tcp/ip网络层协议

传输层就是我们的TCP协议所在的层级了，TCP协议可以提供可靠的数据传输，在传输成会将从应用层接收到的数据包装成一个TCP的数据帧，继续发送到网络层；也可以将从网络层接收到的数据分发到相应的应用程序，这里区分应用程序时通过端口来区分的，每个应用程序都会分配一个端口，相应的端口号会写到数据帧的报头中。网络层是IP协议所在的层级，顾名思义这一层将IP地址写进了IP数据帧的报头，并进行分组发送。