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1、第5章 网络层,2005年8月 计算机系网络教研室 田华,学习目标,1网络层基本概念 了解： 网络互联的方式。 常用网络互联设备(中继器、集线器、网桥、路由器、网关)的种类、工作层次、功能 广域网的概念、特点。 理解： 网络层提供的服务：数据报、虚电路 3拥塞控制 了解： 拥塞的概念 网络层拥塞控制策略,2路由选择 了解： 路由表概念 理解： 路由实现原理 掌握： 路由表基本表项：目的网络、子网掩码、下一跳、网络距离,1网络层基本概念,广域网 物理范围大，跨多个组织等 广域网互联的问题 网络之间的差异 寻址机制 数据分组的最大长度 差错恢复 状态报告 用户接入,路由器工作原理,路由器功能 路由
2、、隔绝广播 路由器功能的实现 检查所接收数据分组头（网络层）当中的地址，判断数据分组从哪个网络来到哪个网络去。 如果源地址和目的地址的网络号部分相同，路由器丢弃该分组。 对于链路层上DA地址为全1的广播帧，因为其网络层目的地址一定属于某个网络，因此可以将广播限制在某个网络内，不会影响到整个网络。 检索路由表，如果存在到目的网络的路由，则将该数据分组按该路由转发出去。,路由器的构成,独立的路由器设备 相当于一个只做路由计算和处理的计算机 计算机+路由软件,网络设备总结,IP互联网的工作机理,文件服务器,集线器,Host A,集线器,Host B,路由器,路由器,应用层,传输层,网络层 IP,以太
3、网,应用层,传输层,网络层 IP,以太网,网络层提供的服务,面向连接的服务 虚电路 无连接的服务 数据报,面向连接,通信的“连接”在通信之前建立，通信过程中，始终使用这条建立的连接。通信之后拆掉这条“连接”,路由器,LAN 1,LAN 3,路由器,LAN 4,路由器,LAN 2,路由器,路由器,无连接,网络中的信息单元被独立对待，这些信息单元经过一系列的网络和路由器，最终到达目的节点。,路由器,LAN 1,LAN 3,路由器,LAN 4,路由器,LAN 2,路由器,路由器,信息包1,信息包2,虚电路和数据报的比较,路由选择,层次结构的编址 顺序编址不能解决广域网寻址问题 层次结构编址：网络号+
4、网络内的主机号 广域网路由实现 路由表,IMP3,IMP2,IMP4,3,2,1,IMP1,IMP1,4,默认路由 *,路由选择-如何生成路由表,非自适应路由 固定路由（静态路由） 到某个点有一个静态可选链路 分散通信量法 到某个点有多个静态可选链路 每个链路有一个固定概率 分组到达后，抽取随机数，和链路概率比较，选择最为相符的链路。 洪范法 到某个点有多个静态可选链路 分组到达后，向每个链路转发分组 随机走动法 到某个点有多个静态可选链路 分组到达后，随机抽取一个链路,路由选择-如何生成路由表,自适应路由（动态路由） 分布式路由选择 每个节点定期从相邻节点获得网络状态 每个节点定期向相邻节点
5、发送网络状态 分布式路由选择算法： 距离向量算法：RIP 链路状态算法：OSPF 集中式路由选择 网控中心NCC负责网络路由生成,距离向量,一个向量对 （V,D） V：目的地 D：到达目的地的距离（通过该路径的代价（经由该路径到达目的地的时间/经过的节点数等）,距离向量算法路由生成示意图,A的路由表： -A - - -B 1 - -E 1 - B的路由表： -B - - -A 1 - -G 1 - -C 1 - C的路由表： -C - - -B 1 - -E 1 - -D 1 -,B的路由表： -A - - -B 1 - -E 2 C -G 1 - -C 1 - -D 2 C,A通告B,C通告
6、B,B的路由表： -A 1 - -B - - -E 2 A -G 1 - -C 1 -,链路状态协议,发现邻居节点，知道其网络地址 测量到各邻居节点的延迟 组装一个分组（通告链路状态的分组），通告所获悉的直连链路状态 发送链路状态通告分组 根据所获得的链路状态通告分组计算到网络每个节点的最短路径,链路状态协议与距离向量协议区别,拥塞控制,定义：当通信子网中有太多分组时，其性能降低，这种情况称为拥塞。 拥塞控制原理 开环 在通信开始时就设计如何处理网络中的分组，使网络不会发生拥塞 闭环 当拥塞发生时，根据链路反馈信息，对拥塞进行处理 实现： 监测通信子网何时何地发生了拥塞 将拥塞信息传送到可采取行动的地方 调整系统操作更正问题 解决拥塞的办法：增加资源、降低载荷,网关,能够进行高层(网络层之上)协议转换的网络连接设备 一些常用的路由器在路由功能基础上增加了协议转换功能，可以实现网关的功能 网关也可以利用计算机加上网关软件实现 Windows网络连接属性中的默认网关实际上是指默认路由。,