计算机网络整理——网络层

知识点整理：网络层

1. 网络层设计问题

网络层的功能：异构网络互联；路由与转发；拥塞控制；

网络层的目标：

1. 网络层关注如何将数据分组从源端送到接收方
2. 运输数据分组可能需要经过多跳中间路由器
3. 网络层是处理端到端数据传输的最低层。
   1. 存储-转发数据包交换机制
4. 如果一台主机要发送一个数据包，则将数据包传送给最近的路由器。
5. 该数据包被存储在路由器上，路由器验证它的校验和。
6. 路由器将该数据包沿路转发到下一台路由器，直至到达目标主机为止。
7. 最后在目标主机上递交给相应的进程。
   1. 提供给传输层的服务

网络层通过网络层/传输层接口向传输层提供服务，网络层服务的设计考虑到了以下目标：

1. 服务应独立于路由器技术。
2. 运输层应屏蔽，避免存在路由器的数量、类型和拓扑。
3. 提供给运输层的网络地址应使用统一的编号计划，甚至跨 LAN 和 WAN。
   1. 无连接服务的实现

每个数据包被独立的注入网络，并独立路由，不需要提前建立任何设置。这种数据包被称为数据报：Datagram。具体的路由方法(应该选择哪条链路)由网络层的一系列算法和协议决定。

1. 1. 面向连接服务的实现

面向连接的网络稍有不同。在这种情况下，在发送每个数据包前会先建立一条从原router到目标router的路径。通过这条连接的所有流量都会经过这条路径，一直到连接释放。这个连接称为虚电路（virtual circuit）。

1. 1. 虚电路与数据报网络的比较

	Datagram网络	VC网络
电路建立	不需要	需要
寻址	每个包都包含目标地址与源地址	每个包只包含简短的VC号
状态信息	路由器不保留连接状态	每个连接，每条VC
路由方式	每个包单独路由	建立VC时需要路由，之后都遵从原来的规则
路由器失效的影响	除了崩溃期间丢失的包之外没有影响	穿过故障router的所有VC全部中断
服务质量	难	易。只需要建立VC的时候有资源来分配
拥塞控制	难。因为网络情况复杂	易。只需要建立VC的时候有资源来分配