1 网络层的核心功能

　　转发(forwarding)：将分组从路由器的输入端口转移到合适的输出端口
　　路由(routing): 确定分组从源到目的经过的路径(路由算法)
 

2 网络层服务模型

　　无连接服务和连接服务
 
　　1）无连接服务
　　　　不事先为系列分组的传输确定传输路径
　　　　每个分组独立确定传输路径
　　　　不同分组可能传输路径不同
　　　　典型的无连接服务就是数据报网络
 
　　2）连接服务
　　　　首先为系列分组的传输确定从源到目的经过的路径(建立连接)
　　　　然后沿该路径（连接）传输系列分组
　　　　系列分组传输路径相同
　　　　传输结束后拆除连接
　　　　典型的连接服务就是虚电路网络(virtual-circuit network )
 

3 虚电路网络(Virtual circuits)(VC)

3.1 简介

　　一条从源主机到目的主机，类似于电路的路径(逻辑连接)
　　　　每个分组的传输利用链路的全部带宽
　　　　源到目的路径经过的网络层设备共同完成虚电路功能
　　

 

 

3.2 通信过程

　　呼叫建立(call setup)→数据传输→拆除呼叫　
 

3.3 VC的实现

3.3.1 每条虚电路包括
　　　　1） 从源主机到目的主机的一条路径
　　　　2）虚电路号（VCID）， 沿路每段链路一个编号
　　　　3）沿路每个网络层设备（如路由器），利用VC转发表记录经过的每条虚电路
 
3.3.2 关于VCID
　　　　1）沿某条虚电路传输的分组，携带对应虚电路的VCID，而不是目的地址
　　　　2）同一条VC ，在每段链路上的VCID通常不同(由于每一段链路的通信能力是不一样的，所能支持的虚电路号的数量是不同的，一般来说，链路带宽越大，所能支持的虚电路号越多，所以采用局部化管理)
　　　　3）路由器转发分组时依据转发表改写/替换VCID
 

3.4 VC转发表

 　   如上图，主机H1要和H2通信，先要建立连接。会生成从源主机到目的主机的一条路径(具体怎么选择路径的就不关注的)，如上图红线。

　　在路由器R1的VC转发表会记录一条数据，输入接口1输入VCID为12，会被转发到输出接口3，且VCID被替换为22

　　在路由器R2的VC转发表会记录一条数据，输入接口1输入VCID为22，会被转发到输出接口3，且VCID被替换为32

　　H1给H2发送数据，VCID为12，从接口1点到R1，R1查询VC转发表，将数据转发到接口3输出，且把VCID替换为22

　　数据通过接口1到达R2，R2查询VC转发表，将数据转发到接口3输出，且把VCID替换为32，最后到达H2

 

4 数据报网络

4.1 简介

　　1）网络层无连接
　　2）每个分组携带目的地址
　　3）路由器根据分组的目的地址转发分组
　　　　基于路由协议/算法构建转发表
　　　　检索转发表
　　　　每个分组独立选路，也就是说，同一批分组到达目标的路径可能不同(因为，虽然目标地址一致，但是转发表是会更新变化的)

 

4.2 数据报转发表

　　路由算法确定通过网络的端到端的路径
　　转发表确定在本路由器如何转发分组

 　  如果，转发表里面记录所有的ip的转发信息，ip地址是32位的，大概40多亿个ip，那么这个转发表也太大了。所以这么存储时不可行的。

　　所以，可以采用地址范围而不是具体的某个ip。

　　

 

4.3 最长前缀匹配优先

　　例

　　

　　　　那么：11001000 00010111 00010110 10100001 应该从接口0转发
　　　　那么：11001000 00010111 00011000 10101010，这个和1号接口描述的地址范围以及2号接口描述的地址范围都可以匹配上，优先匹配更详细的地址范围，所以应该从接口1转发
 

5 数据报网络和VC网络

　　数据报网络　　
　　　　1）计算机之间的数据交换
　　　　　　“弹性”服务，没有严格时间需求
　　　　2）链路类型众多
　　　　　　特点、性能各异
　　　　　　统一服务困难
　　　　3）“智能”端系统 (计算机)
　　　　　　可以自适应、性能控制、差错恢复
　　　　4）简化网络，复杂“边缘
　　
　　VC网络　　
　　　　电话网络演化而来
　　　　核心业务是实时对话
　　　　　　严格的时间、可靠性需求
　　　　　　需要有保障的服务
　　　　“哑(dumb)” 端系统（非智能）
　　　　　　电话机
　　　　　　传真机
　　　　简化“边缘” ，复杂网络