某天，慕恩心血来潮准备给夏尔来个“飞鸽传书”，于是她情意满满地写了封信愉快的投递到邮筒A（女孩子应该挺喜欢弄点小浪漫的吧）。然后负责A-B区域的邮递员叔叔将邮件从A运输到B，然后再经过一些传递最终到达夏尔手中。
上述例子中我们着重关心一下邮筒，分解一下它的工作步骤。
接收邮件（源地址）
查询最近邮筒地址（因为如果超远距离传输，不可能让一个邮递员叔叔横跨几千里就为了给你俩飞鸽传书吧）
转发邮件到最近的邮筒（或目标地址）。
聪明的你也想到了，这就是网络层所起到的作用。不过路由器替代了上述邮筒的功能，而路由器是怎么分组转发数据，以及路由器是怎么寻找下一个路由器的呢？请听我一一道来。
虚电路和分组交换首先需要明确的是，网络层其实也分为面向连接和无连接的，被称为虚电路网络和数据报网络。与你想的一样面向连接那么需要事先建立连接管道，更多信息可以查看《计算机网络 自顶向下》。其适用于ATM机等，而因特网使用的是数据报网络，这也是我们学习的重点，所以之后主要谈的是该网络。
路由器工作原理 路由器由输入端口，交换结构，输出端口，和路由选择处理器四个部分组成（注意这里的端口不同于传输层的端口，类似于物理上的接口）。
输入端口： 它将一条输入的物理链路与路由器的物理层相连接，同时它能实现入链路远端的数据链路层和路由器数据链路层的交互，更为重要的是它会根据最长公共前缀匹配原则查找输出端口。
交换结构：将输入端口和输出端口相连接。
输出端口：输出端口从交换结构中接收分组，并将通过数据链路层和物理层传输这些分组。
路由选择处理器：执行路由选择协议，维护路由选择表和连接的链路状态信息并为路由器计算转发表。
IPv4之前提到了很多关于ip地址，ip协议的点，但提到路由器原理时貌似没有跟ip没什么关系，是这样的吗？其实从上图数据报不难看出源地址和目的地址跟路由器的输入端口，输出端口有着千丝万缕的关系。那么首先我们还是来看看报文各字段的含义吧。
版本： 规定了数据包的IP协议版本，现在使用的有ipv4和ipv6两种协议。
首部长度： 分隔首部和数据字段，但大多数IP数据报具有20字节首部通常不包含该字段
服务类型： 这是一个高级选项，由路由器管理员控制，可以为特定用户（VIP）提供特定等级的服务。
数据报长度： IP数据报的总长度
标识、标值、片偏移： 这三个字段与IP分片有关，用于保证IP分片后组装的顺序性和丢包等差错检测。
寿命（TTL，相信Ping过ip地址的同学都对这个字段有所了解）： 用于确保数据报不会永远在网络中循环（为什么数据报会在网络中循环呢？）。每当数据报由一台路由器处理时，该字段减1，若TTL字段减为0，则该数据报必须丢弃。
首部校验和： 与之间类似，用于检测比特错误
源和目的IP地址： 每台主机和路由器都有一个IP地址（不一定时公网IP），当某源生成一个数据报时，它在源IP字段中插入它的IP地址，在目的IP地址字段中插入其最终目的地的地址。
选项： 选项字段允许IP首部被扩展。
数据： payload，需要传输的数据
点分十进制从IPv4的数据报文中，我们得知ip地址是由32为比特标识，理论上可以由40亿公网ip地址（去年已全部分配完毕）。但32比特位表示特别不方便，于是通常我们都是用十进制 . 十进制进行标识，称为点分十进制。如223.0.0.1（每8个比特位用十进制标识，然后用.分隔）。
子网掩码ip地址是由权威机构分发的，但是不可能让一个结构给全世界每个人发一个ip地址。更合理的做法是采用之前应用过的分布式的思想，某机构向权威机构申请一部分ip地址 => 该机构向其内部人员发放ip地址。这样怎么进行划分就成了一个问题，你总不可能随机分配吧（不利于管理），所以这里就有了子网掩码的概念。223.0.0.0/24 中/24就是子网掩码，它表示该子网前24个比特位不变，后8位可以由该子网自由分配。也就是说该机构拿到了这块地址后，就可以向内部人员分配223.0.0.1,223.0.0.2,223.0.0.99...这样互联网就被划分为了许许多多的子网络，值得注意的时子网掩码最多30位（规定子网最少容纳两台主机）。
ip地址不够用咋办