网络层提供主机到主机的数据传输服务
网络层应该具备路由和分组转发功能
使用IP地址标识网络中的节点
路由器根据路由表转发分组
路由器通过路由协议和路由算法获得网络中的路由信息
路由器根据下一个网络的链路层协议封装数据帧，从对应的端口发送出去来转发分组
路由器转发分组时数据长度超过链路层最大数据使用数据分片
数据分片之后在目的主机重组

网络层作用和主要功能

作用

  • 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（datagram中
  • 接收主机：向传输层交付 数据段（segment）
  • 每个主机和路由器都运行 网络层协议

**路由器检验所有穿越它的 IP数据报的头部域

核心功能

转发(forwarding): 将分组从路由器的输入端口转移到合适的输出端口
路由(routing): 确定分组从源到目的经过的路径
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数据平面和控制平面概念

数据平面

  • 每个路由器都具备
  • 决定输入端口到来的数据报怎样发送到输出端口
  • 转发功能

控制平面

  • 全网逻辑
  • 确定数据报如何在路由器之间沿着从源主机到目标主机之间的路由转发
  • 两种控制平面方法: 传统路由算法: 路由器中实现 software-defined networking (SDN): 远程服务实现

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逻辑集中控制平面
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网络层服务类型

无连接服务(connection-less service):

  • 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

    数据报网络(datagram network )

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    转发表

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最长前缀匹配优先

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路由器路由表

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  • Destination/Mask：目标地址及网络掩码
  • Protocol：使用的路由选择协议，如RIP、OSPF等
  • Nexthop：下一跳的IP地址
  • Interface：转发的接口，如Serial1/0
  • Metric: 度量值 度量值越小，这条路径越佳。


转发方式

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连接服务(connection service):

  • 首先为系列分组的传输确定从源到目的经过的路径 (建立连接)

    数据分组传输之前两端主机 需要首先建立虚拟/逻辑连接 网络设备（如路由器）参与连 接的建立

  • 然后沿该路径（连接）传输系列分组

  • 系列分组传输路径相同
  • 传输结束后拆除连接
  • 虚电路网络(virtual-circuit network )

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