计算机网络 网络层功能

计算机网络 网络层功能

讨论网络层提供的两种服务

在计算机网络领域，网络层应该向运输层提供怎样的服务（“面向连接”还是“无连接”）曾引起了长期的争论。

争论焦点的实质就是：在计算机通信中，可靠交付应当由谁来负责？是网络还是端系统？

一种观点：让网络负责可靠交付

这种观点认为，应借助于电信网的成功经验，让网络负责可靠交付，计算机网络应模仿电信网络，使用面向连接的通信方式。

通信之前先建立虚电路 (Virtual Circuit)，以保证双方通信所需的一切网络资源。

如果再使用可靠传输的网络协议，就可使所发送的分组无差错按序到达终点，不丢失、不重复。

虚电路是逻辑连接

虚电路表示这只是一条逻辑上的连接，分组都沿着这条逻辑连接按照存储转发方式传送，而并不是真正建立了一条物理连接。

请注意，电路交换的电话通信是先建立了一条真正的连接。

因此分组交换的虚连接和电路交换的连接只是类似，但并不完全一样。

另一种观点：网络提供数据报服务

互联网的先驱者提出了一种崭新的网络设计思路。

网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。

网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个分组（即 IP 数据报）独立发送，与其前后的分组无关（不进行编号）。

网络层不提供服务质量的承诺。即所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序（不按序到达终点），当然也不保证分组传送的时限。

只负责数据包转发，到底要走哪条路径完全由路由器临时决定，因为路由规则不同，数据包走的路径也是不一样的，不考虑数据包是否可以抵达目的地，直接将数据包丢给路由器，至于路由器怎么转由路由器来决定。

虚电路服务

尽最大努力交付

由于传输网络不提供端到端的可靠传输服务，这就使网络中的路由器可以做得比较简单，而且价格低廉（与电信网的交换机相比较）。

如果主机（即端系统）中的进程之间的通信需要是可靠的，那么就由网络的主机中的运输层负责可靠交付（包括差错处理、流量控制等） 。

采用这种设计思路的好处是：网络的造价大大降低，运行方式灵活，能够适应多种应用。

互连网能够发展到今日的规模，充分证明了当初采用这种设计思路的正确性。

数据报服务

最终选择的网络层提供的服务

网络层功能就是给传输层协议提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据包服务。

通俗一点来讲，网络中的路由器为每一个数据包单独的选择转发路径，网络层不提供服务质量的承诺。

也就说路由器直接丢弃传输过程中出错的数据包，如果网络中待发的数据包太多，路由器处理不了就直接丢弃，路由器也不判断数据包是否重复，也不确保数据包按发送顺序到达终点。

最终选择的网络层提供的服务

网络畅通的条件

计算机网络畅通的条件就是数据包能去能回，道理很简单、也很好理解，却是我们排除网络故障的理论依据。

上面每个路由器都必须要知道到目标网段怎么走，以及到回来的网段怎么走。

每个路由器上面都必须要有路由表，路由器转发数据就完全看路由表。

以下情况网络不通

目标主机不可到达

在ping一个地址的时候，可以看到路由器返回一个主机不可达，可以看到是路由器到目标网段不知道怎么走，返回来这样一个错误。

请求超时

可能是计算机起来了防火墙，关机了。总而言之发了一个数据包，没人搭理我。

网络排错就是检查这些路由器是不是都可以到，以及路由表。

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