Chapter5网络层 1
1 Chapter 5 网络层
主要功能 网络互连：处理不同类型网络互连中存在 的问题 应用层 寻址(addressing)：找到地址所标识 传输层 的节点 网络层 路由（Routing):根据数据的目的地址， 确定到目的网络的“最佳”路径 数据链路层 寻址建立在路由的基础上 物理层 相关协议 ATM、 IP 主要设备 路由器、(L3)交换机
2 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 主要功能 网络互连：处理不同类型网络互连中存在 的问题 寻址（addressing）：找到地址所标识 的节点 路由（Routing）：根据数据的目的地址， 确定到目的网络的“最佳”路径 寻址建立在路由的基础上 相关协议 ATM、IP 主要设备 路由器、（L3）交换机
Chapter5网络层 ■5.1向传输层提供的服务 ■5.2路由算法 ■5.3拥塞控制 ■5.4服务质量 ■5.5网络互连 3
3 Chapter 5 网络层 ◼ 5.1 向传输层提供的服务 ◼ 5.2 路由算法 ◼ 5.3 拥塞控制 ◼ 5.4 服务质量 ◼ 5.5 网络互连
Chapter5网络层 ■5.1向传输层提供的服务 ■5.2路由算法 ■5.3拥塞控制 ■5.4服务质量 ■5.5网络互连 4
4 Chapter 5 网络层 ◼ 5.1 向传输层提供的服务 ◼ 5.2 路由算法 ◼ 5.3 拥塞控制 ◼ 5.4 服务质量 ◼ 5.5 网络互连
连接与无连接 。无连接的服务 ·Internet社区：“网络简单、终端智能”， 高效和可扩展性是主要考虑因素 ·数据报网络：IP 面向连接的服务 存储转发 电话公司：“网络智能，终端简单”，管 理和服务质量是主要考虑因素 ■虚电路网络：ATM 5
5 连接与无连接 ◼ 无连接的服务 ◼ Internet社区：“网络简单、终端智能”， 高效和可扩展性是主要考虑因素 ◼ 数据报网络：IP ◼ 面向连接的服务 ◼ 电话公司：“网络智能，终端简单”，管 理和服务质量是主要考虑因素 ◼ 虚电路网络：ATM 存 储 转 发
转发表表项： 目的地址、下一跳节点地址、输出端口等 数据报网络 目的地址 下一跳 输出端口 D R1 4 来自传输层的数据经过 D R2 2 网络层处理后直接发送 D 4 ■ 每个分组中携带完整的 转发表 目的地址，路由器根据 该地址查找转发表来实 D 现分组转发 数据报网络 转发表 路由器 路由器之间运行路由协议或 者静态配置转发（路由）表 6
6 数据报网络 ◼ 来自传输层的数据经过 网络层处理后直接发送 ◼ 每个分组中携带完整的 目的地址，路由器根据 该地址查找转发表来实 现分组转发 Si A D C B E F Si Si 数据报网络 0 1 2 3 4 0 1 Si H 2 0 1 0 1 2 3 4 路由器 路由器之间运行路由协议或 者静态配置转发（路由）表 目的地址 下一跳 输出端口 D R1 4 D R2 2 D - 4 转发表表项： 目的地址、下一跳节点地址、输出端口等 转发表 转发表
VC表记录： 由VC到达路由器的分组的输入端口 分组输入时的VCI 从VC离开路由器的分组的输出端口 用于输出分组的一个可能不同的VC 虚电路网络 输入端口 输入VCI 输出端口 输出VCI 0 3 4 5 输入端口 输入VCI 输出端口 输出VCI 分组发送前建立虚连接或者 1 5 2 7 虚电路(VC:Virtual 输入端口 输入VCI 输出端口 输出VCI Circuit),即在源和目的主 0 7 4 4 机之间的每个交换机上建立 转发表 “连接状态” 分组只需携带链路范围有效 的VCI(VC Identifier),在 交换机上标识自己所属的VC 数据报网络 服务质量保证：在建立连接 转发表 阶段确保每条虚电路能有足 路由器 够的资源，以保证带宽、延 时等需求 路由器之间运行路由协议或 者静态配置转发（路由）表 7
7 虚电路网络 Si A D C B E F Si Si 数据报网络 0 1 2 3 4 0 1 Si H 2 0 1 0 1 2 3 4 路由器 路由器之间运行路由协议或 者静态配置转发（路由）表 输入端口 输入VCI 输出端口 输出VCI 0 3 4 5 输入端口 输入VCI 输出端口 输出VCI 1 5 2 7 输入端口 输入VCI 输出端口 输出VCI 0 7 4 4 VC表记录： 由VC到达路由器的分组的输入端口 分组输入时的VCI 从VC离开路由器的分组的输出端口 用于输出分组的一个可能不同的VCI ◼ 分组发送前建立虚连接或者 虚电路(VC: Virtual Circuit) ，即在源和目的主 机之间的每个交换机上建立 “连接状态” ◼ 分组只需携带链路范围有效 的VCI( VC Identifier)，在 交换机上标识自己所属的VC ◼ 服务质量保证：在建立连接 阶段确保每条虚电路能有足 够的资源，以保证带宽、延 时等需求 转发表 转发表
Chapter5网络层 ■5.1向传输层提供的服务 ■5.2路由算法 ■5.3拥塞控制 ■5.4服务质量 ■5.5网络互连 8
8 Chapter 5 网络层 ◼ 5.1 向传输层提供的服务 ◼ 5.2 路由算法 ◼ 5.3 拥塞控制 ◼ 5.4 服务质量 ◼ 5.5 网络互连
Local Local network network 路由和转发 Node B 路由(Routing):找到 从源主机到目的主机（所 Node 在网络)的“最佳”路径 的过程 ·基于路由算法 Local network 转发（Forwarding): 路由表 在路由器内部将分组从输 端口转发到输出端口的 Inputo 基于转发表 Input2 注：虽然路由算法找到的是“路径”，但是对于执行路由 算法的路由器来说，由于分组采用逐跳转发，所以只需要 在路由表中指定转发的下一跳节点即可 Output1 Output3 9
9 路由和转发 ◼ 路由（Routing）：找到 从源主机到目的主机（ 所 在网络）的 “最佳 ”路径 的过程 ◼ 基于路由算法 ◼ 转发（Forwarding）： 在路由器内部将分组从输 入端口转发到输出端口的 过程◼ 基于转发表 路由表 注：虽然路由算法找到的是 “路径 ”，但是对于执行路由 算法的路由器来说，由于分组采用逐跳转发，所以只需要 在路由表中指定转发的下一跳节点即可
不同类型网络的路由 数据报网络：为每个分组选择路由路径， 在不同时刻，为相同目的分组选择的路 由路径可能不同 ■虚电路网络：在虚电路建立过程中选择 好路由路径，接下来分组沿建立好的虚 电路路径传输 10
10 不同类型网络的路由 ◼ 数据报网络：为每个分组选择路由路径， 在不同时刻，为相同目的分组选择的路 由路径可能不同 ◼ 虚电路网络：在虚电路建立过程中选择 好路由路径，接下来分组沿建立好的虚 电路路径传输