第十三章 计算机网络复习题5.doc

第五章 网络层 网络层负责数据包经过多条链路、由信源到信宿的传递过程，并保证每个数据包能够成功和有效率地从出发点到达目的地。 网络层服务 网络网应该屏蔽低层网络的差异，为用户提供通用的服务。运行IP协议的网络层可以为其高层用户提供如下3种服务： 不可靠的数据投递服务 :这意味着IP不能保证数据报的可靠投递，IP本身没有能力证实发送的报文是否被正确接收。在错误发生时，IP也没有可靠的机制来通知发送方和接收方。 面向无连接的传输服务：从源结点到目的结点的每个数据报可以通过不同的传输路径，而且在传输过程中数据报有可能丢失，也有可能正确到达。 尽最大努力投递服务：尽管互联层提供的是面向非连接的不可靠服务，当系统的资源用尽、接收数据错误或网络发生故障时，IP才被迫丢弃报文。 为实现端到端的传递，网络层提供了两种服务：线路交换和路由选择。 线路交换是在物理链路之间建立临时的连接，每个数据包都通过这个临时链路进行传输。 路由选择是选择数据包传输的最佳路径。在这种情况下，每个数据包都可以通过不同的路由到达目的地，然后再在目的地重新按照原始顺序组装起来。 网络层服务应遵循下面三个原则 服务应与通信子网技术无关 通信子网的数量、类型和拓扑结构对于传输层是隐蔽的。 传输层能获得的网络地址应采用统一的编号形式、即使跨越多个LAN和WAN。 路由算法（Routing Algorithm）是网络层软件的一部分，它负责确定了一个进来的分组应该被传送到哪条输出线路上。 路由算法选择的参考标准: 1.正确性: 2.最优化 3.简洁性 4.坚固性 5.快速收敛 6.灵活性 网络自治系统 路由选择协议 直接路由：发送者将IP数据报封装在物理网络帧内直接发送给同一网络中的目的主机。 间接路由：发送者必须指示一 个要到达的路由器，然后路由根据网络路由信息再朝目的主机靠近。 路由算法可以分成两大类：非自适应的和自适应的。 非自适应路由算法，它是按照预先计算好的信息进行路由，它不会根据当前测量或者估计的流量和拓扑结构，来调整它们的路由决策。非自适应路由算法主要包括静态路由算法、分散通信量法以及洪泛法等。 自适应路由算法，它是根据网络拓扑结构和通信量的变化等改变路由。主要有距离向量路由算法和链路状态路由算法等。 路由算法 公平性和最优化之间的冲突 扩散式 固定式 优化原则 (a) 一个子网 (b) 路由器B的汇集树 自适应路由算法 为了实现动态建立、维护、更新路由表，需要采用专门的路由协议进行通信，动态路由协议有两大类： 局部路由协议 每个路由器只需知道与其直接相连的链路的信息； 因为需要了解每条链路的距离，故也称其为距离矢量路由协议（Distance Vector Routing Protocol，V-D）； 典型的距离矢量路由协议是RIP（Routing Information Protocol）。 全局路由协议 依据完整的网络全局拓扑信息计算到达各个网络的最佳路径； 因为本协议需要了解每条网络链路的状态，故也称其为链路状态路由协议（Link State Routing Protocol，L-S）； 典型的链路状态路由协议是OSPF（Open Shortest Path First）。 距离向量路由算法 距离向量路由算法要求每个路由器发送其路由表全部或部分信息，但仅发送到邻近结点上。从本质上来说，链路状态算法将少量更新信息发送至网络各处，而距离向量算法发送大量更新信息至邻接路由器。 在路由器启动时对路由表进行初始化，该初始路由表包含所有去往与本路由器直接相连的网络路径。初始化的路由表中各路径的距离均为0。 各路由器周期性地向其相邻的路由器广播自己的路由表信息。与该路由器直接相连的路由器接收到该路由表报文后，据此对本地路由表进行刷新。刷新时，路由器逐项检查来自相邻路由器的路由信息报。 V-D 路由算法 V-D算法（续） V-D算法步骤 第一步：网关对其V-D寻径表进行初始化，只包含所有去往与本同关直接相连的网络的路径。并且各路径的距离均为0。 第二步：各网关周期性地向外广播其V-D寻径表内容。与某网关直接相连（位于同一物理网络）的网关收到该寻径表报文后，据此对本地寻径表进行刷新。 刷新时，网关逐项检查来自相邻网关的V-D报文，遇到下述表目之一，须修改本地寻径表（假设网关Gi收到网关Gj的V-D报文）： （1）Gj 列出的某表目Gi寻径表中没有。则Gi 寻径表中须增加相应表目，其“信宿”是Gi 表目中的信宿，其“距离”为Gj表目中的距离加 1，其“路径”为“Gj”（即下一驿站为Gj ） （2） Gj去往某信宿的距离值比Gi 去往该信宿的距离减1还小。 这种情况说明Gi