第4-5章网络层86计算机网络本章目标：自顶向下方法理解网络层服务原理mmputerNgsworking网络层服务模式存储转发与路由路由器的工作过程路由选择涉及范围BEAARS前沿话题：IPv6，组播因特网的实现实例计算机网络（第7版）自顶向下方法陈鸣 （译）
第4-5章 网络层 本章目标: 理解网络层服务原理: ◦ 网络层服务模式 ◦ 存储转发与路由 ◦ 路由器的工作过程 ◦ 路由选择 ◦ 涉及范围 ◦ 前沿话题 : IPv6, 组播 因特网的实现实例 计算机网络（第7版） 自顶向下方法 陈鸣（译）
第4-5章网络层口4.1概述口5.3因特网中的路由选择RIPO4.2路由器工作原理OOSPF口4.3网际协议IPOBGP格式O5.6ICMP：因特网控制报IPv4编址O文协议OICMPIPv6
第4-5章 网络层 4.1概述 4.2路由器工作原理 4.3网际协议IP 格式 IPv4编址 ICMP IPv6 5.3因特网中的路由选择 RIP OSPF BGP 5.6 ICMP：因特网控制报 文协议
网络层概述端系统H1应用层运输层负载将数据报从发送主机传输到口链路层接收主机。物理层网络层网络层链路层在发送方，将运输层的数据段佳路层门网络层物理层物理层链路层封装成数据报：物理层网络层网络层链路层链路层路由器通过检测数据报头字段口物理层物理层C2（地址）然后将其转发出去网络层网络层链路层.-链路层物理层物理层络层接收方，将接收到的数据报进链路层端系统H2物理层应用层行拆封，然后将其中的数据段运输层网络层递交给运输层。链路层7网络层链路层物理层网络层链路层物理层链路层国物理层网络层协议运行在每一个主机和二物理层中路由器上。4
网络层概述 负载将数据报从发送主机传输到 接收主机。 在发送方，将运输层的数据段 封装成数据报； 路由器通过检测数据报头字段 （地址），然后将其转发出去 ； 接收方，将接收到的数据报进 行拆封，然后将其中的数据段 递交给运输层。 网络层协议运行在每一个主机和 路由器上。 应用层 运输层 网络层 链路层 物理层 应用层 运输层 网络层 链路层 物理层 网络层 链路层 物理层 网络层 链路层 物理层 网络层 链路层 物理层 网络层 链路层 物理层 网络层 链路层 物理层 网络层 链路层 物理层 网络层 链路层 物理层 网络层 链路层 物理层 网络层 链路层 物理层 网络层 链路层 网络层 物理层 链路层 物理层 端系统H1 端系统H2
网络层的两个主要功能类比：口转发：将数据包从路由器的输入端口送到合适的输出端口选路：像计划从源到的口，然后发送出去：的旅行过程；口选路：确定数据包从源主机口转发：像通过单个立交桥到目的主机的路径：的过程。依赖于选路算法：计算分组O从源端到目的端，所采用的路由器或路径的算法
网络层的两个主要功能 转发: 将数据包从路由器的 输入端口送到合适的输出端 口，然后发送出去； 选路: 确定数据包从源主机 到目的主机的路径； 依赖于选路算法：计算分组 从源端到目的端，所采用的 路由器或路径的算法。 类比: 选路: 像计划从源到目的 的旅行过程； 转发: 像通过单个立交桥 的过程
选路和转发间的相互作用选路算法决定选路算法每个路由器都由一张转发表了经过网络的路由器通过查询该转发表，确端一端的路径定分组需要送到哪一输出接口本地转发表头部值输出链路转发表决定了在进行转发；30100路由器中的本地转发表依赖于选路算法20101转发210111选路算法有集中式和分布式之1001分;路由器执行选路算法对应的选到达分组路协议，并在路由器之间交换的头部值选路报文；0111路由器根据选路报文配置、更新转发表；当然转发表可手工配置，这样的路由器就可不运行选路协议
选路和转发间的相互作用 每个路由器都由一张转发表， 路由器通过查询该转发表，确 定分组需要送到哪一输出接口 进行转发； 转发表依赖于选路算法； 选路算法有集中式和分布式之 分； 路由器执行选路算法对应的选 路协议，并在路由器之间交换 选路报文； 路由器根据选路报文配置、更 新转发表； 当然转发表可手工配置，这样 的路由器就可不运行选路协议。 1 2 3 0111 到达分组 的头部值 选路算法 本地转发表 头部值 输出链路 0100 0101 0111 1001 3 2 2 1 选路算法决定 了经过网络的 端-端的路径 转发表决定了在 路由器中的本地 转发
网络层的连接和无连接服务数据报网络提供网络层的无连接服务。口虚电路网络提供网络层的连接服务。口相对于运输层的服务，网络层则：口服务对象：主机到主机；Q○不可选：虚电路的连接服务和数据报的无连接服务并不同时提供；O实现：网络层连接服务除了端系统实现以外，还在网络核心（路由器）中实现
网络层的连接和无连接服务 数据报网络提供网络层的无连接服务。 虚电路网络提供网络层的连接服务。 相对于运输层的服务, 网络层则: 服务对象: 主机到主机； 不可选: 虚电路的连接服务和数据报的无连接服务并不同时提供； 实现: 网络层连接服务除了端系统实现以外，还在网络核心（路由 器）中实现
网络服务模型网络服务模型：定义网络一侧边缘到另一侧边缘之间分组的端到端的运输特性。Q：对收发双方而言，到底采用什么样的服务模型“信道（channel）来传输数据报？数据报流的服务例子单个数据报的服务例子：有序分组交付口确保交付确保最小带宽保证具有时延上界的确保交付司确保最大时延抖动福安全性服务国实际上有很多可能的其他服务！它们仅仅是网络层能够提供服务的部分列表
网络服务模型 Q:对收发双方而言，到底采用什么样的服务模型“信道（channel） ”来传输数据报？ 单个数据报的服务例子: 确保交付 具有时延上界的确保交付 数据报流的服务例子: 有序分组交付 确保最小带宽保证 确保最大时延抖动 安全性服务 网络服务模型：定义网络一侧边缘到另一侧边缘之间分组的端到端的 运输特性。 它们仅仅是网络层能够提供服务的部分列表，实际上有很多可能的其他服务！
网络层服务模型比较网络体系有序无丢失定时服务模型带宽保证拥塞指示结构保证保证保证无无无无无Internet尽力而为/ATMCBR（恒定保证恒定有有有不会出现速率拥塞比特率)无ATMABR（可保证最小有无有速率用比特率）
网络层服务模型比较 网络体系 结构 服务模型 带宽保证 无丢失 保证 有序 保证 定时 保证 拥塞指示 Internet 尽力而为 无 无 无 无 无 ATM CBR（恒定 比特率） 保证恒定 速率 有 有 有 不会出现 拥塞 ATM ABR（可 用比特率） 保证最小 速率 无 有 无 有
尽最大努力交付的好处由于传输网络不提供端到端的可靠传输服务，这就使网络中的路由器可以做得比较简单，而直价格低廉（与电信网的交换机相比较)。如果主机（即端系统）中的进程之间的通信需要是可靠的，那么就由网络的主机中的运输层负责（包括差错处理、流量控制等）。采用这种设计思路的好处是：网络的造价大大降低，运行方式灵活，能够适应多种应用。因特网能够发展到今日的规模，充分证明了当初采用这种设计思路的正确性
尽最大努力交付的好处 由于传输网络不提供端到端的可靠传输服务，这就使网络中的路 由器可以做得比较简单，而且价格低廉（与电信网的交换机相比 较）。 如果主机（即端系统）中的进程之间的通信需要是可靠的，那么 就由网络的主机中的运输层负责（包括差错处理、流量控制等）。 采用这种设计思路的好处是：网络的造价大大降低，运行方式灵 活，能够适应多种应用。 因特网能够发展到今日的规模，充分证明了当初采用这种设计思 路的正确性
为什么要数据交换？n条链路C2条链路交换设备交换设备交换设备交换设备交换设备交换网络11
为什么要数据交换？ 11