中国传媒大学（北京广播学院）：《计算机网络》课程教学资源（PPT课件讲稿）第五章 网络层 The Network Layer

第五章 网络层 ●●●●●

网络层 第五章

●●● ●●●● ●●●●● ●●●● 本章内容 ●●●●● ●●●● 网络层关注的是如何将分组从源端沿着网络路径 送达目标端,显然网络层的功能与数据链路层的功 能不同,网络层是处理端到端数据传输的最低层。 51网络层设计要点 ●52路由算法 53拥塞控制算法 ●54服务质量 55网络互联 ●56 Internet上的网络层 linwei@bbi.edu.cn

linwei@bbi.edu.cn 2 本章内容 ⚫ 5.1 网络层设计要点 ⚫ 5.2 路由算法 ⚫ 5.3 拥塞控制算法 ⚫ 5.4 服务质量 ⚫ 5.5 网络互联 ⚫ 5.6 Internet上的网络层 网络层关注的是如何将分组从源端沿着网络路径 送达目标端，显然网络层的功能与数据链路层的功 能不同，网络层是处理端到端数据传输的最低层

●●● ●●●● ●●●●● ●●●● ●●●●● 51网络层设计要点 ●●●● 存储-转发分组交换 向传输层提供的服务 无连接服务的实现 面向连接服务的实现 虚电路子网和数据报子网的比较 linwei@bbi.edu.cn

linwei@bbi.edu.cn 3 5.1 网络层设计要点 • 存储-转发分组交换 • 向传输层提供的服务 • 无连接服务的实现 • 面向连接服务的实现 • 虚电路子网和数据报子网的比较

●●● ●●●● ●●●●● ●●●● 存储转发分组交换 ●●●●● ●●●● Router Carriers equipment Process P2 E AN Process P1 网络层协议环境

linwei@bbi.edu.cn 4 存储-转发分组交换 网络层协议环境 fig 5-1

●●● ●●●● ●●●●● ●●●● 向传送层提供的服务 ●●●●● ●●●● ●设计目标 ●所提供的服务应该独立于路由器技术 ●路由器的数量、类型和拓扑关系对于传输层来说应 该是不可见的 ●传输层可以使用的网络地址应该有一个统一的编码 方案,甚至可以跨越多个LAN和WAN linwei@bbi.edu.cn

linwei@bbi.edu.cn 5 向传送层提供的服务 ⚫ 设计目标 ⚫ 所提供的服务应该独立于路由器技术 ⚫ 路由器的数量、类型和拓扑关系对于传输层来说应 该是不可见的。 ⚫ 传输层可以使用的网络地址应该有一个统一的编码 方案，甚至可以跨越多个LAN和WAN

●●● ●●●● ●●●●● ●●●● 向传送层提供的服务 ●●●●● ●●●● 面向连接的服务:子网在网络层的帮助下应该提供如下 的操作 1.发送端应该和其对端之间打开一个连接。 2.连接应该进行合适的协商。 3.通信是双向的,包顺序传递。 4.流控在子网中完成。 面向无连接服务 子网无状态信息它仅仅发分组和收分组,差错控制和 流控均在主机执行 linwei@bbi.edu.cn

linwei@bbi.edu.cn 6 向传送层提供的服务 ⚫ 面向连接的服务：子网在网络层的帮助下应该提供如下 的操作 1. 发送端应该和其对端之间打开一个连接。 2. 连接应该进行合适的协商。 3. 通信是双向的，包顺序传递。 4. 流控在子网中完成。 ⚫ 面向无连接服务: ⚫ 子网无状态信息.它仅仅发分组和收分组，差错控制和 流控均在主机执行

●●● ●●●● ●●●●● ●●●● 争论焦点 ●●●●● ●●●● ● Internet阵营的观点: 不管子网如何设计,本质上讲它总是不可靠的。 ●路由器的任务仅仅是传送分组,不再作别的事情 ●主机应当自己来完成差错控制和流控的任务 ●电话公司的观点 子网应该提供可靠的、面向连接的服务。 用户(host)不应该承担复杂的流控等任务 子网中没有连接,要实现服务质量是很困难的,特 别对于视频、话音等业务

linwei@bbi.edu.cn 7 争论焦点 ⚫ Internet 阵营的观点: ⚫ 不管子网如何设计，本质上讲它总是不可靠的。 ⚫ 路由器的任务仅仅是传送分组，不再作别的事情。 ⚫ 主机应当自己来完成差错控制和流控的任务 ⚫ 电话公司的观点： ⚫ 子网应该提供可靠的、面向连接的服务。 ⚫ 用户（host）不应该承担复杂的流控等任务。 ⚫ 子网中没有连接，要实现服务质量是很困难的，特 别对于视频、话音等业务

●●● ●●●● ●●●●● ●●●● 面向无连接服务的实现 ●●●●● ●●●● Packet Router Carriers equipment 每一台路由器都有 个路由表,它指 明了针对每一个可 能的目标地址应该 Process P1 将分组送到哪。每 个表有两项: A's table 个是目标地址,另 initially later s table E's table 个是对应于该目 A B:BB:B B·A B: D 标地址对应的输出 c C: C C C: C 链路。 D:BD:B D: D D: D E:c‖E:B Ei E LFCF:B F:E F: F 数据报子网的路由

linwei@bbi.edu.cn 8 面向无连接服务的实现 数据报子网的路由. 每一台路由器都有 一个路由表，它指 明了针对每一个可 能的目标地址应该 将分组送到哪。每 一个表有两项：一 个是目标地址，另 一个是对应于该目 标地址对应的输出 链路

●●● ●●●● ●●●●● ●●●● ●●●●● 面向连接服务的实现 ●●●● Router Carrier's equipment Process Process P2 Process P1 As table C's table Es table H1:1c:1A E:1C H3 c:2A:2E:2c:2F:2 Out 虚电路子网的路由

linwei@bbi.edu.cn 9 面向连接服务的实现 虚电路子网的路由

●●● ●●●● ●●●●● ●●●● 虚电路子网和数据报子网的比较 ●●● ●● Issue Datagram subnet Virtual-circuit subnet Circuit setup Not needed Required Addressing Each packet contains Each packet contains a the full source and short vc number destination address State information Routers do not hold Each Vc requires router state information about connections table space per connection Routing Each packet is Route chosen when Vc routed independently is set up; all packets follow it Effect of router failures None except for packets All VCs that passed ost during the crash through the failed router are terminated Quality of service Difficult Easy if enough resources can be allocated in advance for each Vc Congestion control Difficult Easy if enough resources can be allocated in advance for each vc

linwei@bbi.edu.cn 10 虚电路子网和数据报子网的比较 5-4