计算机网络基础-教案-网络层电子教案

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1、网络层电子教案教学目标网络层的功能逻辑寻址路由、交换通信子网的内部结构（数据交换方式）TCP/IP的网际层1P协议IP数据报TP地址ARP协议（木地ARP,代理ARP）RARP,ICMP协议重点与难点逻辑寻址路由、交换IP协议1P数据报IP地址7.1网络层的概述从源端到目的端存在许多的中间节点，这些中间节点构成了从源端到目的端的多条路径，所以面临路径选择的问题而数据链路层负责和邻节点间可靠的数据传输，将数据帧由传输介质的一端送到另一端。P143图7.1一、为什么需要网络层？•涉及将源主机发出的数据（分组）经各种途径送到目的主机，从源主机到目

2、的主机可能要经过许多的中间节点。（该问题包含主机寻址）•网络层是通信子网的最高层，但是处理主机到主机数据传输的最低层。•通信子网与资源子网的接口，即通信子网的边界。•在网络层/传输层的接口上为传输层提供服务。二、网络层的功能•规定信息分组的类型与格式。将传输层传递过来的长数据信息拆分为若干个分组。•确定收发双方的网络地址。•为传输层提供不同的服务：面向连接的服务（虚电路）、面向无连接的服务（数据报）。•路由•拥塞控制三、网络层的设计目标•所提供的服务与通信子网技术无关•通信子网的数量、类型和拓朴结构对于传输层是透明的。•传输层所能获得的地址

3、应采用统一的方式，以使其能跨越不同的LAN和WAN。四、网络层提供的服务•可靠的面向连接的服务：虚电路服务•不可靠的面向无连接的服务：数据报服务补充：通信子网的内部结构一数据交换方式1、数据交换：•定义：并不是资源子网中的任意两个节点间都有直接可达的线路，因而数据需经过通信子网屮某些节点的转接或交换。•意义：通信子网的内部结构决定了数据交换所采用的方式。2、数据交换的类型•线路交换（电路交换）：A、通信需要三个阶段：呼叫建立，传输数据，拆除连接；B、特点：时延小，适合于实时性强的交互式通信；对突发性通信不适应，信道利用率低；不具备存储数据或

4、差错控制能力•报文交换A、以报文为数据传输单元，在每一报文上附上源地址和目的地址作为信息传送的基本逻辑单位。通信子网中的对其进行缓冲存储与路由转发B、特点：非独占信道，存储转发，差错控制，速度转换，广播多发•分组交换（包交换）：A、仍基于存储转发原理，但对数据传输单位的作了划分：将长报文或大的数据块分割成小段，为每小段附上地址、分组编号、校验等信息构成一个数据分组（数据包），作为存储转发的逻辑数据单元。B、特点：固定大小的分组单位较小，可充分利用线路空闲，从而减少了传输延吋；出错重传的数据量也人大减少又分为数据报和虚电路两种不同的包交换•虚

5、电路（VirtualCircuit）含义：通信子网借以实现面向连接服务的工作方式，需要源与目标之间建立一条逻辑上的通信链路。涉及虚电路逻辑连接的三个阶段：①虚电路对立②数据传输③虚电路拆除在建立连接时，将从源端机器到目标机器的路由作为连接建立的一部分加以保存。在虚电路上传送的分组总是取相同的路径（路由）通过通信子网。虚电路的特点和分类特点:1.包传输路径和同，不需要源地址与目标地址信息。2.除了建立连接时需要路由，在数据传送过程中不需要作路由，无路由信息,只有虚电路连接信息。3.包的传输不会出现丢失、重复和乱序现象。分类：1.永久虚电路(P

6、VC)2.呼叫虚电路(SVC)•数据报(Datagram)1.通信子网借以实现面向无连接服务的工作方式。2.为每个分组选择独立的路由，即不同的分组可以走不同的路由。3.网络服务(文件服务、打印服务、邮件服务等)网络管理(共享资源管理、用户管理等)虚电路与数据报的比较电路设置NOYES（建立、传输、拆除）地址每个Packet需完整的源/目的地址每个Packet仅含虚电路号状态信息有路由表，无连接表连接表路由选择每个包自由选择建立后勿需路由路由器失败的影响丢失失败时的分组所有经过失败路由器的VC失效传输质量同一报文的不同分组会出现乱序、重复、丢

7、失同一报文的不同分组不会出现乱序/重复/丢失五、路由选择•路由即路径选择，涉及为源到目标的分组选择一条最佳的传输路径。一何去何从•路由算法在网络层进行最佳路径的选择•不同的路由算法对最佳路径的评判有着不同的标准。•路由算法的分类：按路由算法能否自动适应网络状态（如通信流量、拓朴结构等）的变化分为：1.静态路由（非自适应算法）2.动态路由（自适应算法）按路由算法的作用范围分为：1.内部路由协议（RIP,OSPF）2.外部路由协议（BGP）动态路由算法又包括:1.距离矢量算法(RIP)2.链路状态算法(OSPF)•路由算法的性能评价1.正确性(

8、correctness)2.简单性(simplicity)3.健壮性(robustness)4.稳定性(stability)或收敛性(convergence)5.公平性(fair