华中科技大学计算机学院计算机网络课件 第4章 网络层.ppt

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1、计算机网络第4章网络层目录网络层概述虚电路和数据报网络路由器的工作原理网际协议:因特网中的转发和编址选路算法IP组播介绍2021年8月9日24.1网络层概述网络层的目标实现主机到主机的通信网络层在计算机网络中的地位为运输层提供支持运输层实现进程到进程的通信运输层功能的实现依赖于网络层提供的服务为实现从源主机到目标主机成功的移动数据分组，整个路径上的每一台分组交换机上均需实现网络层网络层属于通信子网的功能2021年8月9日34.1网络层概述网络层的主要功能在全局范畴为主机之间的通信进行选路，选路的结果反映为分组交换机上的转发表分

2、组交换机上的网络层根据转发表以及分组头部信息，将分组向适当链路进行转发对于面向连接的网络层服务，提供连接建立的功能ATM、X.25和帧中继2021年8月9日41230111到达分组的首部值选路算法本地转发表首部值输出链路010001010111100132212021年8月9日54.1网络层概述分组交换机的分类根据链路层首部信息进行转发的——链路层节点交换机根据网络层首部信息进行转发的——路由器2021年8月9日64.1网络层概述网络层可能提供的服务确保交付具有时延上界的确保交付有序分组交付确保最小带宽确保最大时延抖动……20

3、21年8月9日74.1网络层概述几种实际使用的网络层服务模型网络体系结构服务模型带宽保证无丢失保证排序定时拥塞指示因特网尽力而为无无无不维持无ATMCBR保证恒定速率是有序维持无拥塞ATMABR保证最小速率无有序维持提供指示2021年8月9日84.2虚电路和数据报网络网络层提供的服务面向连接的服务——虚电路，需事先握手面向无连接的服务——数据报，无需握手网络层与运输层相应服务的区别网络层是向运输层提供主机到主机的服务，而运输层是向应用层提供进程到进程的服务网络层仅提供上述两种服务中的一种，不同时提供两种，而运输层则同时提供两种

4、运输层的服务在网络边缘的端系统中实现，而网络层的服务则在整个网络中实现，含路由器2021年8月9日94.2虚电路和数据报网络虚电路目标使收发双方之间的路径表现得如同电话线路一般工作机制数据开始流动之前，呼叫建立；流动结束后要断开每一个分组携带虚电路的标识(而不是目的主机的地址)路径上的每一个路由器必须为进行中的连接维持连接状态信息传输层的连接仅涉及到两个端系统（endsystem）链路,路由器资源(带宽、缓冲区)可以分配给虚电路目的：为了达到类似线路交换的性能2021年8月9日104.2虚电路和数据报网络虚电路的组成从源到目的

5、主机的路径VC号,沿着该路径的每段链路的一个号码沿着该路径的每台路由器中的转发表2021年8月9日114.2虚电路和数据报网络入接口入VC#出接口出VC#11222226311837217197387…………路由器R1的转发表:路由器维持连接状态信息!122232123VC号接口号R1R4R2R32021年8月9日124.2虚电路和数据报网络信令协议用于建立、维护以及断开虚电路用于ATM,帧中继,X.25网络今天的因特网已经不再使用该协议1.启动呼叫2.入呼叫3.接受呼叫4.呼叫连接5.数据流开始6.接收数据应用层传输层网络层

6、数据链路层物理层应用层传输层网络层数据链路层物理层2021年8月9日134.2虚电路和数据报网络数据报网络在网络层没有连接建立过程路由器：在端到端的连接中不维护连接状态信息在网络层不存在“联接”的概念传输报文时使用目的主机地址信息同一对主机间的报文可能会走不同的路径1.发送数据2.接收数据应用层传输层网络层数据链路层物理层应用层传输层网络层数据链路层物理层2021年8月9日144.2虚电路和数据报网络目的地址范围链路接口11001000000101110001000000000000到011001000000101110001

7、01111111111111001000000101110001100000000000到11100100000010111000110001111111111001000000101110001100100000000到211001000000101110001111111111111其他32021年8月9日154.2虚电路和数据报网络虚电路vs数据报虚电路网络：聪明的网络，愚笨的终端数据报网络：简单的网络，复杂的终端互联不同类型的网络更加容易启用新服务的速度更快，更简单2021年8月9日164.3路由器的工作原理路由器的结

8、构路由选择路由选择处理机路由选择协议路由表3输入端口3交换结构输入端口输出端口分组转发转发表分组处理输出端口……11133122223——网络层2——数据链路层1——物理层2021年8月9日174.3路由器的工作原理输入端口分散式交换:按照给出的目的地址,使用输入端口的内存中