目錄
- 網絡層的服務
- 數據報網絡與虛電路網絡
- 網絡互連與網絡互聯設備
- 網絡層擁塞控制
- Internet 網絡層
- 路由算法與路由協(xié)議
網絡層的服務
網路層的主要作用是將網絡層數據報從源主機送達到目的主機
主要功能有：
- 轉發(fā)：分組從輸入接口轉移到輸出接口
- 路由選擇：決定分組經過的路由或路徑
數據報網絡與虛電路網絡
網絡技術總體上可以分為兩種歪泳，即：數據報網絡與虛電路網絡表伦，本質均屬于分組交換技術，但都有各自的特點與區(qū)別
數據報網絡
按照目的主機地址呐籽，進行路由選擇的網絡疤剑，如互聯網掏熬，高效但不可靠
特點：
1.無連接
2.每個分組作為獨立數據報進行傳送敛助，路徑也可能不同
3.分組可能出現亂序和丟失
虛電路網絡
在網絡層提供面向連接的分組交換服務捻浦，如異構網絡晤揣，可靠但需要占用較多資源
特點：
1.建立一條網絡邏輯連接
2.不需要為每條虛電路分配獨享資源
3.根據虛電路好沿著虛電路路徑按序發(fā)送
網絡互連與網絡互聯設備
異構網絡互連
異構網絡互聯是指兩個網絡的通信技術和運行的協(xié)議不同
異構網絡互連的基本策略為：
1.協(xié)議轉換
2.構建虛擬互聯網絡（如：使用IP協(xié)議構建的互聯網）
路由器
交換結構：
1.基于內存交換
2.基于總線的交換
3.基于網絡交換
路由處理器：
執(zhí)行路由器的各種指令，包括路由協(xié)議的運行朱灿、路由的計算以及路由表的更新維護等
網絡層擁塞控制
擁塞：指持續(xù)過載的網絡狀態(tài)昧识，用戶對網絡資源的總需求超過了網絡固有的容量
原因：
1.緩沖區(qū)容量有限
2.傳輸線路的帶寬有限
3.網絡節(jié)點的處理能力有限
4.網絡中某些部分發(fā)生了故障
流量感知路由
根據網絡的負載情況動態(tài)調整，將網絡流量引導到不同的鏈路上盗扒，均衡網絡負載跪楞，從而延緩或者避免擁塞的發(fā)生
準入控制
廣泛的應用于虛電路網絡的擁塞預防技術
對新建蓄電網路進行審核，如果新建虛電路會導致網絡變得擁塞侣灶，那么網絡拒絕建立該新虛電路
流量調節(jié)
- 感知擁塞
- 處理擁塞
2.1 抑制分組：給擁塞數據報的源主機返回一個抑制分組
2.2 背壓：讓抑制分組在從擁塞節(jié)點到源節(jié)點的路徑上的每一跳甸祭，都發(fā)揮抑制作用
負載脫落
路由器主動丟棄某些數據報
1.丟棄新的分組：如GBN
2.丟棄老的分組如實時視頻流
Internet 網絡層（IPv4 協(xié)議）
IP數據報格式
版本號：區(qū)分IPv4或IPv6
首部長度：控制可變部分長度
區(qū)分服務：對不同服務區(qū)別服務
總長度：IP包總長度
標志：IP包是否被分割
片偏移：分割后的序號
生存時間：IP包被轉發(fā)出錯時，留存時長
協(xié)議：標識數據部分屬于哪個協(xié)議
首部檢驗和：避免首部出現錯誤
源地址：數據發(fā)送主機的IP地址
目的地址：數據接收主機的IP地址
注意：IP首部固定部分為20字節(jié)
IP數據報分片
標識：判斷分片是否屬于同一個IP數據報
標志：判斷是否為最后一個分片
片偏移：判斷各分片的先后順序
IPv4地址長度
32位二進制褥影，點分十進制標記法
子網劃分
子網劃分：將一個較大的子網劃分為多個較小子網的過程
超網：將具有較長前綴的相對較小的子網合并為一個具有稍短前綴的的相對較大的子網
較大子網具有較短的網絡前綴池户，較小子網具有稍長的前綴
子網掩碼：用來定義一個子網的網絡前綴
動態(tài)主機配置協(xié)議（DHCP）
為網絡內的主機提供動態(tài)IP地址分配服務，步驟分為：
1.DHCP服務器發(fā)現
2.DHCP服務器提供
3.DHCP服務器請求
4.DHCP確認
網絡地址轉換（NAT）
使私有地址（保留地址）的主機可以訪問互聯網
替換內容：
1.從內網進入互聯網數據報：
將其原IP地址替換為NAT服務器擁有合法的公共IP地址凡怎，同事替換源端口號校焦，并將替換關系記錄到NAT轉換表中
- 從互聯網返回的IP數據報：
依據其目標IP地址與目的端口號檢索NAT轉換表，得到內部似有的IP地址與端口號统倒，替換目的IP地址和目標端口號寨典，然后將IP數據報轉發(fā)到內部內部網絡
互聯網控制報文協(xié)議（ICMP）
在主機或路由器間，實現差錯信息報告
差錯報告報文：終點不可達房匆、源點抑制耸成、時間超市报亩、參數問題、路由重定向
詢問報文：回聲（echo）請求/應答墓猎、時間戳捆昏、請求/應答
IPv6
- 解決 IPv4 地址耗盡問題
- IPv6 報文首部長度固定40字節(jié)
- IPv6 地址長度128位
- IPv4 到 IPv6 遷移
遷移技術：
1.雙協(xié)議棧
2.隧道
路由算法與路由協(xié)議
鏈路狀態(tài)路由選擇算法
鏈路狀態(tài)路由選擇算法是一種全局式路由選擇算法，每個路由器通過從其他路由器獲得的六鏈路狀態(tài)信息構建出整個網絡的拓撲圖毙沾。
計算最短路徑：Dijkstra算法
距離向量路由選擇算法
每個節(jié)點基于其余鄰居節(jié)點的直接鏈路距離骗卜，以及鄰居節(jié)點交換過來的距離向量，計算并更新其到達每個目的節(jié)點最短的距離左胞，然后將新的距離向量在通告給其所有鄰居寇仓，直到距離向量不變
層次化路由選擇算法
實現大規(guī)模網絡路由選擇最有效的、可行的解決方案
Internet 路由選擇協(xié)議
內部網關協(xié)議
1.1 RIP：基于距離向量選擇算法烤宙，跳數作為距離度量遍烦，最大距離不超過15跳，沒30秒交換一次距離向量躺枕。適合小規(guī)模網絡服猪。
1.2 OSPF：基于鏈路狀態(tài)路由選擇算法。適合大規(guī)模網絡外部網關協(xié)議
2.1 BGP
本篇到此完結拐云，計算機網絡知識 系列文章已全部發(fā)布罢猪！
計算機網絡原理梳理丨計算機網絡的概念
計算機網絡原理梳理丨應用層
計算機網絡原理梳理丨傳輸層
計算機網絡原理梳理丨網絡層
計算機網絡原理梳理丨鏈路層
計算機網絡原理梳理丨物理層
計算機網絡原理梳理丨無線與移動網絡
計算機網絡原理梳理丨網絡安全
計算機網絡原理梳理丨HTTP 請求全解
