計算機網絡-網絡層概述
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文章目錄
1.什麼是轉發和路由選擇(概念明晰)
1.1 轉發
- 當一個分組到達路由器的一條輸入鏈路時，路由器必須將該分組移動到適當的輸出鏈路 。
- 轉發是指將分組從一個輸入鏈路接口轉移到適當的輸出鏈路接口的路由器本地動作
1.2 路由選擇
- 當分組從發送方流向接收方時，網絡層必須決定這些分組所採用的路由或路徑 。
- 計算這些路徑的算法被稱爲路由選擇算法( routing algorithm) 。
- 路由選擇是指網絡範圍的過程，以決定分組從源到目的地所採取的端到端路徑 。
1.3 轉發表
如上圖:
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每臺路由都一張轉發表,轉發表有首部值與轉發鏈路的鍵值對組成
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路由器通過檢查到達分組首部字段的值來轉發分組，然後使用該值在該路由器的轉發表中索引查詢
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分組首部中的該值可能是該分組的目的地址或該分組所屬連接的指示，這取決於網絡層協議
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路由選擇算法決定了插入路由器的轉發表中的值，常見的路由選擇算法有集中式選擇算法和分佈式選擇算法兩種算法。
1.4 分組交換機
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分組交互機指一臺通用分組交換設備，它根據分組首部字段中的值，從輸入鏈路接口到輸出鏈路接口轉移分組
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鏈路層交換機:根據鏈路層字段中的值做轉發決定
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其他分組交互機稱爲路由器:基於網絡層字段中的值做轉發決定
1.5 連接建立:網絡層的第三種重要的網絡功能
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類似於TCP協議，某些網絡層體系結構如 ATM 、幀中繼、 MPLS ，要求從源到目的地沿着所選擇的路徑彼此握手，以便在給定源到目的地連接中的網絡層數據分組能夠開始流動之前建立起狀態 。
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在網絡層，該過程被稱爲連接建立 。
2. 網絡服務模型
什麼是網絡服務模型
網絡服務模型定義了在網絡的一側邊緣（發送端系統）到 另一側邊緣（接收端系統）之間端到端數據運輸特性。
網絡層應該提供的特定服務
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確保支付
- 該服務確保分組將最終到達其目的地
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具有時延上界的確保交付
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該服務不僅確保分組的交付
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而且在特定的主機到主機時延上界內(例如在 100ms 內)交付 。
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有序分組支付
- 該服務確保分組以它們發送的順序到達目的地 。
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確保最小帶寬
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這種網絡層服務模仿在發送和接收主機之間的一條特定比特率(例如 1Mbps) 的傳輸鏈路的行爲 。
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只要發送主機以低於特定比特率的速率傳輸比特(作爲分組的組成部分) ，則分組不會丟失
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且每個分組會在預定的主機到主機時延內到達(例如在 40ms 內) 。
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確保最大時延抖動
- 該服務確保位於發送方的兩個相繼分組之間的時間量等於在目的地接收到它們之間的時間量(或這種間隔的變化不超過某些特定的值) 。
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安全性服務
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使用僅由源和目的主機所知曉的一個祕密會話密鑰，
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在源主機中的網絡層能夠加密向目的主機發送的所有數據報負載。 在目的主機中的網絡層則能夠負責解密該負載。
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使用這種服務，能夠向源和目的主機之間的所有運輸層報文段 (TCP 和UDP) 提供機密’性。
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除了機密性以外，網絡層能夠提供數據完整性和源鑑別服務 。
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因特網、 ATM CBR和 ATM ABR服務模型三者的對比
先放兩張圖，一張英文，一張中文：
我們可以注意到：ATM也只是比因特網盡力而爲服務稍好一點的服務
ATM的兩個最重要的附加服務
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恆定比特率
- 原理:使網絡連接看起來就像在發送與接收主機之間存在一條專用的、固定帶寬的傳輸鏈路，以使用性質相同的虛擬管道來提供分組 (ATM 術語稱爲信元)流
- 一個信元的端到端時延、信元端到端時延中的可變性(即時延抖動)及丟失或推遲交付的信元的比率都確保在特定值以下
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可用比特率
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