QA:

• 网络层的任务是什么？
• 网络层协议主要涉及哪些内容？
• 报文分组与数据帧有什么关系？
• 报文分组是如何从源主机传输到目的主机的？
• 路由器是如何进行路由选择的？
• 为什么有了MAC地址还需要网络地址？
• 为什么各种异构网络都能接入INTERNET ？

5.1 概述

网络层功能

在数据链路层的支持下，将报文分组从源节点传输到目的节点

网络层与数据链路层的区别

数据链路层仅完成相邻节点之间的数据传输，网络层完成源节点到目的节点的数据传输

“分组”是网络层的协议数据单元

报文分组

• 一般格式：

• 分组作为数据帧的数据部分

  网络层协议涉及的主要内容

  网络服务方式、分组格式 、路由选择 、子网划分、 异构网络互联

  5.2 虚电路和数据报

  5.2.1 分组交换技术

  特征：化整为零，存储转发
  两种实现方式：虚电路和数据报

  5.2.2 虚电路

  • 面向连接
  • 虚电路只是一种 逻辑电路 ，而不是真正的物理电路
  • 一条链路上允许建立多个虚电路

  • 一旦虚电路建立完毕，本地通信的所有分组必须经过该虚电路进行。因此， 虚电路能够保证分组的顺序接收

    5.2.3 数据报

  • 无连接

  • 每个报文分组携带完整的源/目的地址、独立的选择路径，通过不同的路径到达目的主机
  • 可能会延迟、失序和丢失
• Internet采用数据报方式

• 

  5.3 路由选择算法

  定义：

  根据某种策略，选择一条最佳的路径到达目的主机，对路由器而言， 路由选择实质上是选择最佳输出端口

  分类

  静态策略（固定路由）

  • 扩散法（洪泛法）
    • 广播
    • 问题：产生大量重复分组
    • 解决措施：每个分组设置一个下跳数字段，每经过一个结点，下跳数减1，当下跳数为0时，丢弃该分组
  • Dijkstra最短路径算法

动态策略（自适应路由）

孤立路由算法（热土豆算法）

  - 快速脱手
  - 盲目
  - 改进：与固定路由算法混合使用

集中路由选择

分布路由选择/距离向量路由(D-V算法) p212

  - 该算法最早在ARPANET中使用，后在Internet及Novell网中的IPX中使用，即RIP协议
  - **思想：**相邻结点之间定期交换路由信息（目的地址D，到达其距离V），更新路由表（目的地址+最短距离+最佳输出链路）

逆向自学习算法?

无穷计数问题

  - 对好消息反应灵敏 
  - 对于坏消息无法了解到（如一条链路崩溃）

• 改进：每隔一段时间T，删除这段时间内没有刷新的记录

5.4 路由协议简介

5.5 拥塞控制

5.6 IP协议