本科网络课程讲义：Chapter 6 Network layer(,82页）.pptVIP

Chapter 6 Network layer 6.1网络层向传输层提供的服务 6.2虚电路与数据报 6.3路由算法 6.4拥塞控制 6.5网络互连 6.1网络层向传输层提供的服务 网络层设计目标： 服务应与通信子网的技术无关 对于传输层而言，通信子网的数量、类型和拓扑结构是隐蔽的 网络地址应该采用统一的编号模式 争论： 网络层提供面向连接的服务还是非连接的服务 6.2虚电路与数据报 OSI的网络层提供两种服务 面向连接——虚电路（virtual circuit): 首先要发出连接请求，与目的端建立连接 数据通信 拆除连接 非连接——数据报(datagram) 每个分组头都必须包含目的地址 每个分组在途径节点上被单独处理 同一数据流的分组可以走不同的路径 虚电路的特点 一条物理链路可以对应多条逻辑信道 一条虚电路由各物理链路上的逻辑信道级联而成，占用了节点上的一条逻辑信道实际上就是占用了该节点上缓存器内的一个存储空间 分组靠逻辑信道号（LCN）选择路由，因LCN只有局部意义，所以减少了分组头标的开销和处理的复杂度 能有效的防止拥塞 Virtual circuits: signaling protocols used to setup, maintain teardown VC used in ATM, frame-relay, X.25 not used in today’s Internet 数据报的特点 每个分组的寻路是独立的，可以合理利用网络资源 如果途中一个节点或一条链路发生故障，能给分组重选路由 分组头需要包含地址字段，也会增加开销（overhead) 各分组途经的路径可能不同，因此有可能出现先发后到现象 分组必须有生存时间限制，当生存期满时，分组则被抛弃，免得在网络内死转 Datagram networks: the Internet model no call setup at network layer routers: no state about end-to-end connections no network-level concept of “connection” packets typically routed using destination host ID packets between same source-dest pair may take different paths 6.3路由算法 网络层的主要功能是根据分组目的地址选择路径，对数据报，每个分组都要在途径的节点上被单独寻路；而虚电路，则在建立连接时要进行寻路。 路由算法有两类：非自适应和自适应 What does a Routing Table Look Like 6.3.1Dijkstra最短通路有哪些信誉好的足球投注网站算法 最短通路算法的基本准则： 在全双工链路连接的网络上，每条链路的每个方向上都有一个与之相关的权值。两个节点之间一条路由的代价是它所经过的链路权值之和，所以，这两个节点间的最佳路由为其所有可能路由中具有最小代价的那条路由。 Routing metrics (weight,cost) Number of hops Delay Bandwidth Load 利用Dijkstra算法求A到D的最短通路 6.3.2距离矢量（ Distance Vector ）路由算法 距离矢量路由选择（distance vector routing）算法是现代计算机网络两个最常使用的动态路由选择算法之一。 ARPAnet；DECnet、Novell的IPX以及Internet的一种内部网关协议（IGP，Interior Gateway Protocol）RIP（Route Information Protocol）都使用了距离矢量路由选择算法；Cisco则开发了一种改进的协议，叫作IGRP（Interior Gateway Routing Protocol）。 每个节点都定期地将它们的路由表传送给所有相邻节点，这里的路由表所包含的内容有： 每条路径的目的地址——矢量 本节点到该目的地址的代价——距离 每个节点根据收到的相邻节点的路由信息更新自己的路由表 问题 寻路环（routing loops) 慢收敛（slow convergence) 无穷计算（count to infinity): 它对好消息的反应迅速，但对坏消息却反应迟钝。 水平分割算法 水平分割（split horizon）算法是解决无穷计算问题的一种方法。 其工作过程与距离矢量法一样。 不同之处在于：如果节点C通过节点B向A发送分组，则节点B不会再试图通过C向A发送分组。换句话说，节点C向B发送的路由信息中不会包含通往A的路由信息。 6.3.3链路状态（ Link State ）路由算法