4.1 网络层概述.pdf

1. 网络层概述

  • 网络层的主要任务是实现 网络互连，进而 实现数据包在各网络之间的传输。
  • TCP/IP参考模型的网络层提供的是 无连接、可靠的数据报服务
  • 要实现网络层任务，需要解决以下主要问题:
    • 网络层向运输层提供怎样的服务（“可靠传输” 还是 “不可靠传输”）（失序、误码怎么解决）
      • 关于可靠服务和不可靠服务在数据链路层文章有详细讲到：数据链路层

        在不同网络体系结构中提供的服务可能是不同的，在因特网所使用的TCP/IP协议的网络层中使用的是无连接、不可靠的数据报服务。

ATM、帧中继和X.25的网络层使用的都是面向连接的、可靠的虚电路服务。

  • 网络层寻址问题（192 172 10之类的网络寻址问题）

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      在图中，各个路由器接口都有不同的IP地址来进行识别，根据其IP地址（网络编号）来识别其路由器接口，就能解决寻址问题。

  • 路由选择问题（路由器的路由表）

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在图中，从最左端到最右端右多个路径可以选择，如何解决路径选择也就成了网络层的第三个问题。

但是在路由器中，路由器收到数据后是一句什么来决定将数据包从自己的哪个接口发送出去的，这里就引出了路由器中的路由表：
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路由表中记录了目的网络以及各级跳的路由器端口，以此来选择走哪个路由器到达端口。

路由记录表的记录有两种情况生成：

  1.      1. 由用户或**网络管理员进行人工配置**。这种方法**只适用于规模较小且网络拓扑不改变**的小型互联网。
  2.      1. **实现各种路由选择协议，由路由器执行路由选择协议中所规定的路由选择算法，而自动得出路由表中的路有记录**，这种方法更**适合规模较大且网络拓扑经常改变**的大型互联网

解决以上问题就能实现网络层的功能。
网络层（网际层）除了 IP协议外，还有之前介绍过的地址解析协议ARP（详细请看第三章数据链路层），还有网际控制报文协议ICMP，网际组管理协议IGMP。

  • 因特网（Internet）是目前全世界用户数量最多的互联网，它使用 TCP/IP协议栈。
  • 由于TCP/IP协议栈的网络层使用 网际协议IP，它是整个协议栈的核心协议，因此在TCP/IP协议栈中网络层常称为 网际层。
  • 综上所述，我们通过学习TCP/IP协议栈的网际层来学习网络层的理论知识和实践技术。

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