计算机网络——23网络层导论

网络层导论

网络层服务

• 在发送主机和接收主机对之间传送段（segment）
• 在发送端将段封装到数据报中
• 在接收端，将段上交给传输层实体
• 网络层协议存在于每一个主机和路由器
• 路由器检查每一个经过它的IP数据报的头部

网络层的关键功能

网络层功能

• 转发: 将分组从路由器的输入接口转发到合适的输出接口
• 路由: 使用路由算法来决定分组从发送主机到目标接收主机的路径
  • 路由选择算法
  • 路由选择协议

数据平面、控制平面

数据平面

• 本地，每个路由器功能
• 决定从路由器输入端口到达的分组如何转发到输出端口
• 转发功能：
  • 传统方式：基于目标 地址+转发表
  • SDN方式：基于多个字段+流表

控制平面

• 网络范围内的逻辑
• 决定数据报如何在路由器之间 路由，决定数据报从源到目标主机之间的端到端路径
• 2个控制平面方法:
  • 传统的路由算法: 在路由器中被实现（功能单一：根据目标的IP地址进行转发）
  • software-defined networking (SDN): 在远程的服务器中实现（匹配很多字段，功能更多：泛洪、转发、修改字段）

传统方式：每一路由器(Per-router)控制平面

在每一个路由器中的单独路由器算法元件，在控制平面进行交互

SDN方式：逻辑集中的控制平面

一个不同的（通常是远程的）控制器与本地控制代理（CAs） 交互

网络服务模型

从发送方主机到接收方主机传输数据报的“通道” ，网络提供什么样的服务模型？

对于单个数据报的服务:

• 可靠传送
• 延迟保证，如：少于 40ms的延迟

对于数据报流的服务:

• 保序数据报传送
• 保证流的最小带宽
• 分组之间的延迟差（延迟差为0，那么发送就会立即接受到，对于多媒体来说很好）

连接建立

• 在某些网络提供有连接的网络
  • ATM, frame relay, X.25
• 在分组传输之前，在两个主机之间，在通过一些 路由器所构成的路径上建立一个网络层连接
  • 涉及到路由器
• 网络层和传输层连接服务区别:
  • 网络层: 在2个主机之间，涉及到路径上的一些路由器 —— 有连接
  • 传输层: 在2个进程之间，很可能只体现在端系统上 (TCP连接) —— 面向连接

网络层服务模型