第7章网络层 主机 主机Y APDU 应用层 f........-.......................... 应用层 PPD 表示层 表示层 会话层 会话层 分段 传输层 传输层 分组 网络层 网络层 网络层门 网络层 网络层 数据链路用 数据筛路 数据链路层 数据链路层 對据链路层 位 物理层 物理层 物理层 物理层 物理层 图7.2网络层的地位与作用 为了有效地实现源到目标的分组传输，网络层需要提供多方面的功能。首先，需要规 定该层协议数据单元的类型和格式，网络层的协议数据单元称为分组(packet),和其他各 层的协议数据单元类似，分组是网络层协议功能的集中体现，其中要包括实现该层功能所 必需的控制信息如收发双方的网络地址等。其次，要了解通信子网的拓扑结构，从而能进 行最伴路径的洗择，最伴路径选择又被称为路由(Routing)：第三，在选择路径时还要注意 既不要使某些路径或通信线路处于超负载状态，也不能让另一些路径或通信线路处于空闲 状态，即所谓的拥寒控制和负载平衡：当网络带宽或通信子网中的路由设备性能不足时都 可能导致拥塞。另外，当源主机和目标主机的网络不属于同一种类型时，网络层还要能协 周好不同网络间的差异即所谓解决异构网络互车的问颗。同根据分层的原则，网络层在 为传输层提供分组传输服务还要做到：服务与通信子网技术无关，即通信子网的数量、拓 扑结构及类型对于传输层是透明的：传输层所能获得的地址应采用统一的方式，以使其能 跨越不同的LAN和WAN。这也是网络层设计的基本目标。 7.1.3网络层所提供的服务 网络层提供给传输层的服务有面向连接和面向无连接之分。简单地说，所谓面向连接 就是指在数据传输之前双方需要为此建立一种连接，然后在该连接上实现有次序的分组传 输，直到数据传送完毕连接才被释放：面向无连接则不需要为数据传输事先建立连接，其 只提供简单的源和目标之间的数据发送与接收功能。 网络层服务方式的不同主要取决于通信子网的内部结构。面向无连接的服务在通信子 网内通常以数据报(datagram)方式实现。在数据报服务中，每个分组都必须提供关于源和目 标的完整地址信息，通信子网根据地址信息为每一个分组独立进行路径选择。数据报方式 的分组传输可能会出现丢失、重复或或乱序的现象， 面向连接的服务则通常采用虚电路,简称VC方式实现。虚电路是指通信 子网为实现面向连接服务而在源与目标之间所建立的逻辑通信链路。虚电路服务的实现涉 及三个阶段，即虚电路建立、数据传输和虚电路拆除三个阶段。在建立连接时，将从源端第 7 章 网络层 3 网络层 数据链路层 物理层 应用层 表示层 会话层 传输层 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 网络层 数据链路层 物理层 网络层 数据链路层 物理层 网络层 数据链路层 物理层 APDU PPDU SPDU 分段 分组 帧 位 主机X 主机Y 图 7.2 网络层的地位与作用 为了有效地实现源到目标的分组传输，网络层需要提供多方面的功能。首先，需要规 定该层协议数据单元的类型和格式，网络层的协议数据单元称为分组（packet），和其他各 层的协议数据单元类似，分组是网络层协议功能的集中体现，其中要包括实现该层功能所 必需的控制信息如收发双方的网络地址等。其次，要了解通信子网的拓扑结构，从而能进 行最佳路径的选择，最佳路径选择又被称为路由(Routing)；第三，在选择路径时还要注意 既不要使某些路径或通信线路处于超负载状态，也不能让另一些路径或通信线路处于空闲 状态，即所谓的拥塞控制和负载平衡；当网络带宽或通信子网中的路由设备性能不足时都 可能导致拥塞。另外，当源主机和目标主机的网络不属于同一种类型时，网络层还要能协 调好不同网络间的差异即所谓解决异构网络互连的问题。同时根据分层的原则，网络层在 为传输层提供分组传输服务还要做到：服务与通信子网技术无关，即通信子网的数量、拓 扑结构及类型对于传输层是透明的；传输层所能获得的地址应采用统一的方式，以使其能 跨越不同的 LAN 和 WAN。这也是网络层设计的基本目标。 7.1.3 网络层所提供的服务 网络层提供给传输层的服务有面向连接和面向无连接之分。简单地说，所谓面向连接 就是指在数据传输之前双方需要为此建立一种连接，然后在该连接上实现有次序的分组传 输，直到数据传送完毕连接才被释放；面向无连接则不需要为数据传输事先建立连接，其 只提供简单的源和目标之间的数据发送与接收功能。 网络层服务方式的不同主要取决于通信子网的内部结构。面向无连接的服务在通信子 网内通常以数据报(datagram)方式实现。在数据报服务中，每个分组都必须提供关于源和目 标的完整地址信息，通信子网根据地址信息为每一个分组独立进行路径选择。数据报方式 的分组传输可能会出现丢失、重复或或乱序的现象。 面向连接的服务则通常采用虚电路(virtual circuit，简称 VC)方式实现。虚电路是指通信 子网为实现面向连接服务而在源与目标之间所建立的逻辑通信链路。虚电路服务的实现涉 及三个阶段，即虚电路建立、数据传输和虚电路拆除三个阶段。在建立连接时，将从源端