白話計算機網絡之網絡層(一)概念瞭解

     說到網絡層,哎喲喲,這個可有意思了,怎們用一句話來粗略概括呢,簡單的說就是轉發和路由選擇,承上啓下的作用,說白了這一層也是比較複雜的一層,這一層的協議也需要我們好好的去揣摩,這裏將涉及到較多的知識點,所以這個得慢慢來,不能着急呀,來吧,我們來一個代表性的例子幫助自己記憶,例如IP協議,以及現在較爲流行的IPv6,熟悉吧,嗯,是的可以用這個來給我們的網絡層,貼一個標籤,便於我們記憶檢索。

概述一下:

   1.概念

1.路由和交換機 

首先關於路由,有些人容易和交換機相混淆,在這裏進行簡單的區分一下,在介紹交換機之前,我們需要了解以下集線器和網橋,交換機算是結合這兩者有點來的吧,對於集線器,好比我們有個10Mb/s的網絡,如果有10個接口的話,每個接口只能有小於1Mb/s的速度,如果使用交換機的話則會得到100Mb/s的總的帶寬。也就是說交換機的每個接口都是10Mb/s。有人稱做交換機也叫做路由,本質上也算是路由,不過他們的區分在網絡協議層不同和功能的不同,以及使用的範圍不同,一般地局域網等使用交換機來連接內部的計算機,也就是我們的電腦,路由的話則主要用來了解一個個的局域網,這是適用範圍的不同;網絡協議中,交換機算是在數據鏈路層實現交換數據的功能,其主要通過MAC地址來進行進行尋址轉發,而路由則是在網絡層可以理解爲是基於IP地址進行尋址轉發的,雖然涉及到數據的包裝與拆裝,但是本質上決定數據走向的還是MAC地址和IP地址的不同。其次,路由中一般有路由表,記錄的是目的地址和下一跳的地址,而交換機則會有一個IP和MAC的映射表,這是另一點不同,同樣的,網絡層路由的選擇有多種算法,但是大都是與路由間的,而交換機一般則是連接到主機。

2.轉發和路由選擇

來個示意圖吧,加入我們需要從H1發送一個數據到H3,所以需要首先經過R2,轉發的意思也是就是說這種情況時路由器需要將分組移動到合適的輸出鏈路,實現數據的快速準確傳輸。核心思想大概就是這樣。而路由選擇則是路由和路由之間的問題了,如何選擇合適的路由來確定數據傳輸的路徑,而選擇的算法稱作路由選擇算法。不過我們也要對這兩個概念進行區分,一般的,路由有多個接口,每個藉口的IP地址不同,所以轉發的概念就是在路由中實現將到達此路由的數據選擇一個合適的輸出口進行連路傳輸,而路由選擇則是這個網絡的動作,相比而言,轉發則是本地的動作,路由的選擇是決定分組從源(H1)到目的(H3)所採取的端到端的路徑的選擇。

3.網絡服務模型

首先,這個模型規定了分組在發送端和接收端系統之間的運輸特性,也就是說它會強制性的要求一些服務,在網絡層提供的特定的服務有:

確保交付:就是說呢能夠確保到達目的主機。

具有時延上界的確保交付:也就說再上一層的基礎上增加了時間限制,例如在100ms內交付。

有序分組交付:能夠確定分組以它們發送的順序到達目的地。

確保最小帶寬:其實就是模仿一條特定的比特率的傳輸連路的行爲,這個連路在源和目的之間,也可以理解爲一個上限值,如果低於這個值則可以保證第二個條件成立。

確保最大時延抖動:其實確保的就是一個時間間隔,兩個相繼發送的分組之間的時間間隔,在發送方和接收方之間的變化不超過某個值。

安全性服務等。

2.虛電路和數據報網絡

1.虛電路方式:

     虛電路是在分組交換散列網絡上的兩個或多個端點站點間的鏈路。這種分組交換的方式是利用統計複用的原理,將一條數據鏈路複用成多個邏輯信道。就是採用時分複用的原理和數據分組插入的技術,把一條數據鏈路分成多條邏輯信道。在數據通信呼叫建立時,每經過一個節點便選擇一條邏輯信道,最後通過逐段選擇邏輯信道,在發信用戶和收信用戶之間建立起一條信息傳送通路。由於這種通路是由若干邏輯信道構成的,並非實體的電路,所以叫做“虛電路”。虛電路爲兩個端點間提供臨時或專用面向連接的會話。它的固有特點是,有一條通過多路徑網絡的預定路徑。提前定義好一條路徑,可以改進性能,並且消除了幀和分組對頭的需求,從而增加了吞吐率。從技術上看,可以通過分組交換網絡的物理路徑進行改變,以避免擁擠和失效線路,但是兩個端系統要保持一條連接,並根據需要改變路徑描述。虛電路有永久性和交換型的虛電路兩種.永久性虛電路(PVC)是一種提前定義好的,基本上不需要任何建立時間的端點站點間的連接。交換型虛電路(SVC)是端點站點之間的一種臨時性連接。

虛電路技術的主要特點是:在數據傳輸之前必須通過虛呼叫設置一條虛電路。它適用於兩端之間長時間的數據交換。優點:可靠、保持順序;缺點:如有故障,則經過故障點的數據全部丟失.

2.數據報方式:

      數據報(datagram)是分組交換的另一種業務類型。它屬於“無連接型(connectionless)”業務。用數據報方式傳送數據時,是將每一個分組作爲一個獨立的報文進行傳送。數據報方式中的每個分組是被單獨處理的,每個分組稱爲一個數據報,每個數據報都攜帶地址信息。通信雙方在開始通信之前,不需要先建立虛電路連接,因此被稱爲“無連接型”。無連接型的發信方和收信方之間不存在固定的電路連接,所以發送分組和接收分組的次序不一定相同,各個分組各走各的路。收信方接收到的分組要由接收終端來重新排序。如果分組在網內傳輸的過程中出現了丟失或差錯,網絡本身也不作處理,完全由通信雙方終端的協議來解決。

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章