计网第四章网络层

Posted 2021-01-11 cellphone7

4.1网络层服务(not end-end)

从发送主机向接收主机传送数据段(segment)：

发送主机->将数据段封装到数据报中

接收主机->向传输层交付数据段

 

每个主机和路由器都要运行网络层协议，其中，路由器检验穿越它的IP数据报的头部域，决策如何处理数据报。

 

网络层的核心功能-转发与路由

转发：将分组从路由器的输入端口转移到合适的输出端口。

每个路由器维护一个转发表(事先建立)，转发表确定如何在路由器中转发分组

路由：确定分组从源到目的的路径。由 路由算法(协议)确定通过网络的端到端路径

 

网络层的核心功能-连接建立

是某些网络的重要功能(如ATM)

数据分组传输之前两端主机需要首先建立虚拟连接

网络层连接：两个主机之间(网络设备参与)(not end-end)

传输层连接：两个应用进程之间(对网络设备透明)(end-end)

 

网络层服务模型(service model)：

不同的网络提供的服务模型不同

无连接服务：

不事先为系列分组的传输确定传输路径

每个分组独立确定传输路径

不同分组可能传输路径不同

例子：

数据报网络(类似传输层的无连接服务UDP)

 

连接服务：

首先确定从源到目的的路径

沿该路径传输系列分组

系列分组传输路径相同，顺序得到保障

传输结束后拆除连接

例子:

虚电路网络(类似传输层的面向连接服务TCP)

 

4.2：虚电路网络与数据报网络

网络层服务与传输层服务的本质区别：

网络层提供主机到主机的服务，是网络核心的实现；传输层实现端到端的服务

 

虚电路(Virtual Circuits)：一条从源主机到目的主机，类似于电路的路径(逻辑连接)

采用分组交换，每个分组的传输利用链路的全部带宽(与电路交换的最大差异)

源到目的路径经过的网络层设备共同完成虚电路功能

 

虚电路的通信过程：

呼叫建立(call setup)->数据传输->拆除呼叫

数据传输：每个分组携带虚电路标识(VCID)，在相应的虚电路上进行传输，而不是目的主机地址

虚电路经过的每个网络设备，都需要维护每条经过它的虚电路连接状态

链路、网络设备资源(如带宽、缓存等)可以对VC进行预分配：预分配资源==可预期服务性能

 

虚电路的具体实现：

虚电路的组成：

1.从源主机到目的主机的一条路径

2.虚电路号(VCID)，在虚电路上的每段链路具有自己的编号(同一条VC，在每段链路上的VCID通常不同)

3.虚电路上的每个网络层设备(如路由器)，利用转发表记录经过该设备的每条虚电路(依据转发表改写/替换虚电路号)

 

虚电路信令协议：用于VC的建立、维护与拆除

建立：路径选择(需要路由)

应用于虚电路网络，目前的Internet不采用

 

 

数据报网络：

网络层无连接，每个分组携带目的地址

路由器根据分组的目的地址转发分组，基于路由协议/算法构建转发表，通过检索转发表转发分组

每个分组独立选取路径(数据报路径可能不同)，因此可能乱序到达目的主机

 

数据报转发表：

最长前缀匹配优先原则：优先选择与分组目的地址匹配前缀最长的入口

 

数据报网络 or VC网络：