计算机网络自上而下-中文第4章分解.ppt

第4章 网络层 运输层： 接受网络层提供的主机到主机的通信服务。 为主机上的两个进程之间提供通信服务。 运输层只在网络的主机中出现； 网络层在网络的主机和路由器中出现。 本章主要讨论网络层如何实现主机到主机的通信服务。 主要内容 网络层功能和服务：虚电路和数据报； 路由器结构： 分组转发； 网络层的选路：决定分组从源到目的地所经路径的一些选路算法。 4. 1 概述 4.2 虚电路和数据报网络 4.3 路由器的构成 4.4 IP 协议 4.5 选路算法 4.6 因特网的选路 4.7 广播和多播 小结 4. 1 概述 发送方主机网络层的作用： 将来自运输层的每个报文段封装成一个数据报（网络层分组）； 将数据报向目的地发送，即向相邻的路由器R1发送。 接收方主机网络层的作用： 接收来自相邻的路由器R2的数据报； 解封出报文段，并交付给其运输层。 1、网络层功能 将分组从发送主机移动到接收主机。 主要包括： 转发： 当一个分组到达某个路由器的输入链路时，该路由器必须将其移动到合适的输出链路。 与路由器的内部结构有关。 选路： 确定分组从发送方流向接收方时所经过的路由或路径。 通过选路算法计算路径。 两者区别： 转发：将分组从路由器的一个输入链路接口转移到一个合适的输出链路接口的本地动作。 只涉及分组在路由器中从入链路到出链路的传送 选路：指分组从源到目的地的端到端路径的网络范围动作。 涉及网络中的所有路由器，集体经选路协议交互，决定分组从源到目的地的路径。 类比——汽车旅行: 选路: 从起点到目的终点计划行程的过程。 转发: 通过单个立交桥的过程 2、路由器如何转发分组 转发表：每台路由器有一张。 分组首部（目的地址或某个连接标识）和相应输出链路的对照表。 转发表的内容由选路算法决定（集中式或分布式）。 3、术语 分组交换机：一台通用分组交换设备，根据分组首部值，从输入链路接口到输出链路接口传送分组。 链路层交换机：根据链路层字段值作转发决定的分组交换机。 路由器：根据网络层字段值作转发决定的分组交换机。 4、连接建立 运输层连接：如TCP协议，在数据实际传输之前，需要发送方和接收方经过三次握手建立所需的状态信息。 网络连接：指网络层数据分组开始传输前，在所选择的从源到目的地路径上的各路由器之间相互握手，建立连接状态。 如ATM、帧中继的网络层。 因特网网络层不执行连接建立。使用IP协议！ 4.1.2 网络服务模型 问题： 发送主机的运输层是否能依靠网络层将分组交付到目的地； 多个分组是否能按发送顺序交付给接收主机的运输层； 传输两个连续分组的时间间隔是否与接收到的时间间隔相同； 网络层是否能提供网络拥塞的反馈信息； 连接发送与接收主机的运输层通道的抽象视图（特性）是什么？ 由网络层提供的服务模型来确定。 网络服务模型 ： 定义在网络的一侧“边缘”到另一侧“边缘”之间（即在发送与接收端系统之间）端到端的数据运输特性。 1、网络层可能提供的服务 确保交付：确保分组到达目的地。 具有时延上界的确保交付：主机到主机的时延。 有序分组交付：按发送顺序到达。 确保最小带宽：当发送主机以低于特定比特率的速率发送比特，分组不会丢失，在一定时延到达。 确保最大时延抖动：发送方发送两个连续分组的时间间隔与接收到的间隔相同。 2、因特网网络层提供的服务 单一的服务，即尽力而为服务(best-effort service)，类似于“根本无服务”。 分组间的定时不能被保证； 分组的接收顺序与发送顺序不一定相同； 传送的分组不能保证最终交付，即网络可能未向目的地交付分组。 3、ATM服务模型 提供多重的服务模型，即在同一网络中为不同的连接提供不同类别的服务。 恒定比特率CBR (Costant bit rate)服务： 标准的ATM服务模型。适用于实时、恒定比特率的音频和视频流。 服务目标： 使网络连接看起来就像在发送主机和接收主机之间有一条专用的固定带宽的传输链路。 ATM信元传输时的端到端时延可变性(时延抖动)及丢失、迟交的信元都保证在规定值以下。 可用比特率ABR (Available bit rate)服务 “比尽力服务稍好一点”的服务。 可能会丢失信元，但不能被重排序 ； 保证最小信元传输速率 (MCR)，或比MCR更高（有足够空闲资源）； 能够为发送方提供反馈信息。 网络层服务模型: 4.2 虚电路和数据报网络 运输层：提供