4-1_Network_Layer_Overview
一个知识点：routing和forwarding的区别。Routing is the process of deciding in which direction to send traffic-Network wide(global)and expensive.Forwarding is the process of sending a packet on its way-Node process(local) and fast.
因为网络规模的扩大，需要更高层次的结构，internet层。
4-2_Network_Services
主讲两个model:一个是Datagrams，典型例子是IP。一个是virtual circuits。两者都用到store-and-forward packet switching技术。
4-3_Internetworking
讲IP的作用和IPv4。
4-4_IP_Prefixed
IPv4用32位地址,prefix分为8、16、24位,IP address是用32-prefix后面剩余位表示。IPv6用128位地址。
Public/Private IP Addresses。Public IP Addresses 资源很少，所以需要IPv6！Private IP Address要访问public internet需要NAT(network address translation)。
4-5_IP_Forwarding
Routing和forwarding的区别：Forwarding是处理接收到的packets送到合适的地方去;routing是计算出网络中所有的路径，之后再来packets就可以forward了。
Network layer要做的是scale to large network,using address with hierarchy。
下面讨论IP Forwarding问题：一个网络中的IP地址有相同的Prefix。Node用表来列出下一个hop和对应的IP prefixes。表中的prefixes可能重叠，这时用Longest matching prefix算法。
Host和router的区别。Router做routing，host把packets发送给router。Host可以用prefix访问local network中的hosts。但是发送任何外部的通信量(remote traffic)都要发送给最近的路由器(router)。
Host Forwarding Table，用longest matching prefix。
4-6_IP_Helpers_(ARP_and_DHCP)
DHCP用来获取IP addresses，ARP用来mapping IP to link addresses。
一个node刚开机时什么IP地址，路由IP地址都不知道，只知道Ethernet address，因为Ethernet address设置在硬件NIC(network interface card)上。IP取决于在哪个网络，一个网络中prefix相同，这是为了forward效率，所以在不同地方,IP地址不同。DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)是一种当node wake up,能自动配置IP地址的协议。DHCP把一个IP地址租给node，同时提供网络prefix,address of local router,DNS server(把网址翻译为IP地址)。DHCP是一种applicationg，从network角度讲不认为是application。
DHCP addressing的bootstrap issue，解决办法就是node醒来后broadcast。IP(32 bits):255.255.255.255,Ethernet(48 bits):ff.ff.ff.ff.ff.ff。得到的IP address到期要renew，只要request和ACK。
ARP(Address Resolution Protocol)是用来提供destination Ethernet address的，这个dest.ethernet地址和Dest.IP地址相对应。
DHCP需要一个server，但是ARP没有。也是broadcast，找局域网中的node with target IP。ARP就在link layer上。
4-7_Packet_Fragmentation
Fragmentation给router和Host带来的负担比较大,如果丢失fragment很麻烦。
Path MTU Discovery是现在用的方法。因为常用的MTU就几种，所以找到合适的MTU很宽。Path MTU依靠路径，路径一段时间可能会改变，所以search是ongoing的。
4-8_IP_Errors_(ICMP)
ICMP(Internet Control Message Protocol)是IP的companion protocol，用来解决connectivity问题。
4-9_IP_Version_6
介绍了IPv6和一种IPv6与IPv4共存的方法，tunneling。