网络交换 ·网络层概论 IP的基本概念 o IPv6 高速IP网络技术 第三层(L3)交换 区分服务 流量控制 东南大学
东南大学 1 网络交换 • 网络层概论 • IP的基本概念 • IPv6 • 高速IP网络技术 • 第三层 (L3) 交换 • 区分服务 • 流量控制
网络层概论 目的 实现信息从发送端(源点)到接收端(终 点)的传送。 提供中继功能, ·提供网络拓扑的透明性:路由功能, ·提供传输媒体的透明性:IP服务。 东南大学2
东南大学 2 网络层概论 目的 实现信息从发送端（源点）到接收端（终 点）的传送。 • 提供中继功能， • 提供网络拓扑的透明性：路由功能， • 提供传输媒体的透明性：IP服务
网络层概论 网络层服务 传输服务的透明性 (1)网络地址 网络层提供统一的寻址机制,使之与网络的物理特性 和物理位置无关; 网络地址的定义可以是面向使用的,如IP地址; 也可是面向分类的,如0SI地址、X.121地址等。 (2)网络路由 网络层提供路由选择功能,它可以与网络的具体拓扑 无关。 (3)服务质量 网络层通过向运输层提供不同的服务质量来规范网络 的传输能力,使之与网络的物理传输媒体无关。东南大学3
东南大学 3 网络层概论 网络层服务 1. 传输服务的透明性 (1) 网络地址 • 网络层提供统一的寻址机制，使之与网络的物理特性 和物理位置无关； • 网络地址的定义可以是面向使用的，如 IP地址； • 也可是面向分类的，如 OSI地址、 X.121地址等。 (2) 网络路由 • 网络层提供路由选择功能，它可以与网络的具体拓扑 无关。 (3) 服务质量 • 网络层通过向运输层提供不同的服务质量来规范网络 的传输能力，使之与网络的物理传输媒体无关
网络层概论 2.面向连接的传输服务 网络连接是网络层为通信的发起方和响应方之间的一次 通信活动而建立起来的一条临时的逻辑链路,在这次通 信活动期间由通信双方独占。 面向连接的传输服务分为三个阶段:建立连接、数据传 送、释放连接。 ·面向连接的传输服务有以下特点: 通信连接是数据传输的一个上下文约束,因此在一个连接上传送的 数据彼此相关并有序; 路由固定,数据转发时开销小; 服务质量比较稳定(所需资源在连接建立时已具备); 对于大批量数据,整个传输过程只需建立连接一次,相对开销小 对于小批量数据传输,则建链开销相对较大; 坚定性差,某个中继系统故障会导致整个连接的失败; 由于连接要求预分配资源,故相对来说浪费较大。 东南大学4
东南大学 4 网络层概论 2. 面向连接的传输服务 • 网络连接是网络层为通信的发起方和响应方之间的一次 通信活动而建立起来的一条临时的逻辑链路，在这次通 信活动期间由通信双方独占。 • 面向连接的传输服务分为三个阶段：建立连接、数据传 送、释放连接。 • 面向连接的传输服务有以下特点： – 通信连接是数据传输的一个上下文约束，因此在一个连接上传送的 数据彼此相关并有序； – 路由固定，数据转发时开销小； – 服务质量比较稳定（所需资源在连接建立时已具备）； – 对于大批量数据，整个传输过程只需建立连接一次，相对开销小； – 对于小批量数据传输，则建链开销相对较大； – 坚定性差，某个中继系统故障会导致整个连接的失败； – 由于连接要求预分配资源，故相对来说浪费较大
网络层概论 3.无连接传输服务 不使用连接的传输服务称为无连接传输服务,又 称为数据报服务 它的特点是 不存在通信的上下文,每个数据报文都是独立地进行 传输,因而是无序的; 因无建链的需求,对于少量数据的传送相对速度较快; 由于每个报文都可根据网络的当前情况独自选择传输 路径,因此坚定性相对较好; 网络资源利用率高(随用随申请); 转发过程和端系统的处理开销相对较大,因此总体的 处理效率往往低于面向连接的方式。 东南大学5
东南大学 5 网络层概论 3. 无连接传输服务 • 不使用连接的传输服务称为无连接传输服务，又 称为数据报服务 • 它的特点是 – 不存在通信的上下文，每个数据报文都是独立地进行 传输，因而是无序的； – 因无建链的需求，对于少量数据的传送相对速度较快； – 由于每个报文都可根据网络的当前情况独自选择传输 路径，因此坚定性相对较好； – 网络资源利用率高（随用随申请）； – 转发过程和端系统的处理开销相对较大，因此总体的 处理效率往往低于面向连接的方式
网络层概论 4.最大报文长度 最大报文长度(MTU)与网络的物理特性有关,由以 下几个元素决定。 误码率:网络信道的误码率越高,则报文长度应越小,以 降低报文因传输差错而丢弃的概率和重传的损失; 传输延迟:单个报文的长度越长,则其它报文排队等待的 时间就越长,从而信道的传输延迟也就越大 缓冲区:单个报文的长度越短,对缓冲存储的需求就越小; 处理开销:对于一定的用户实际量,报文长度越短,则报 文个数就越多,从而处理开销就越大;另外报文越短,报 头的比重就越高,也将导致处理和传输开销的增加。 在互连网的环境中,各子网的MTU往往不一样,因此需要各中 继系统进行转换,执行分段/合段操作。 东南大学6
东南大学 6 网络层概论 4. 最大报文长度 • 最大报文长度（MTU）与网络的物理特性有关，由以 ）与网络的物理特性有关，由以 下几个元素决定。 – 误码率：网络信道的误码率越高，则报文长度应越小，以 降低报文因传输差 低报文因传输差 低报文因传输差 低报文因传输差错而丢弃的概率和重传的损失； – 传输延迟：单个报文的长度越长，则其它报文排队等待的 时间就越长，从而信道的传输延迟也就越大； – 缓冲区：单个报文的长度越短，对缓冲存储的需求就越小； – 处理开销：对于一定的用 处理开销：对于一定的用 处理开销：对于一定的用 处理开销：对于一定的用户实际量，报文长度越短，则报 文个数就越多，从而处理开销 ，从而处理开销 ，从而处理开销 ，从而处理开销就越大；另外报文越短，报 头的比重就越高，也将导致处理和传输开销的 导致处理和传输开销的 导致处理和传输开销的 导致处理和传输开销的增加。 • 在互连网的环境中，各子网的MTU往往不一样，因此需要各中 继系统进行转换，执行分段/合段操作
网络层概论 5.流量和阻塞控制 ·流量控制的目的是调节和平衡数据报文的发送方和 接收方的处理速度,针对单个通信活动进行; 阻塞控制的目的是调节和平衡数据报文进入网络和 离开网络的速度,以防止报文在网络缓冲中的过度 堆积,针对整个网络的通信活动进行。 6.差错报告 ·与中继系统或端系统的状态有关,一般通过网管检 测和报告; 与传输有关,通过网络传输协议发现和进行报告。 东南大学7
东南大学 7 网络层概论 5. 流量和阻塞控制 • 流量控制的目的是调节和平衡数据报文的发送方和 接收方的处理速度，针对单个通信活动进行； • 阻塞控制的目的是调节和平衡数据报文进入网络和 离开网络的速度，以 开网络的速度，以 开网络的速度，以 开网络的速度，以防止报文在网络缓冲中的过度 堆积，针对整个网络的通信活动进行。 6. 差错报告 • 与中继系统或端系统的状态有关，一般通过网管检 测和报告； • 与传输有关，通过网络传输协议发现和进行报告
网络层概论 网络层协议 传输协议 完成网络层的数据传输服务,分成面向连接和无连 接两类。前者的代表是X.25分组层协议,后者的 代表是IP协议。 2.路由协议 完成网络层路由的发现和维护工作 ·内部路由协议 ·外部路由协议 3.辅助控制协议 为传输协议和路由协议的正常工作提供帮助。例如, ARP协议和RARP协议,ICMP协议等。 东南大学8
东南大学 8 网络层概论 网络层协议 1. 传输协议 • 完成网络层的数据传输服务，分成面向连接和无连 接两类。前者的代表是 X.25分组层协议，后者的 代表是 IP协议。 2. 路由协议 • 完成网络层路由的发现和维护工作。 • 内部路由协议 • 外部路由协议 3. 辅助控制协议 • 为传输协议和路由协议的正常工作提供帮助。例如， ARP协议和 RARP协议，ICMP协议等
网络层概论 用户入网方式 按协议规范入网:入网主机与通信子网的结点 机之间使用同等层方式连接起来,典型的例子 为IP网的接入。 按服务规范入网:主机与结点机之间通过(N) 层原语交互,即主机具有(N+1)一层及其 以上层的功能,而结点机具有(N)一层及其 以下层的功能。例如使用ATM传输服务。 东南大学9
东南大学 9 网络层概论 用户入网方式 • 按协议规范入网：入网主机与通信子网的结点 机之间使用同等层方 机之间使用同等层方 机之间使用同等层方 机之间使用同等层方式连接起来，典型的例子 为IP网的接入。 • 按服务规范入网：主机与结点机之间通过（ 点机之间通过（ 点机之间通过（ 点机之间通过（N） －层原语交互，即主机具有（N＋1）－层及其 以上层的功能，而结点机具有（N）－层及其 以下层的功能。例如使用ATM传输服务
网络交换 网络层概论 IP的基本概念 IPv6 高速IP网络技术 第三层(L3)交换 区分服务 流量控制 东南大学10
东南大学 10 网络交换 • 网络层概论 • IP的基本概念 • IPv6 • 高速IP网络技术 • 第三层 (L3) 交换 • 区分服务 • 流量控制