计算机网络自顶向下第四章网络层

转发和路由选择

转发涉及分组在单一的路由器中从一条入链路到一条出链路的传送

路由选择涉及一个网络的所有路由器，它们经路由选择协议共同交互，以决定分组从源到目的地节点所采用的路径

路由器的主要作用便是将数据报从入链路发到出链路

每个路由器具有一张转发表

在发送主机中，当运输层向网络层传递一个分组时，能由网络层提供的特定服务包括

确保交付:该服务确保分组将最终到达目的地

具有时延上界的确保交付:该服务不仅确保分组的交付，而且在特定的主机到主机时延上界内交付

此外，能够为给定源和目的地之间的分组流提供下列服务

有序分组交付:该服务确保分组以他们发送的顺序到达目的地

确保最小带宽:这种网络层服务模仿在发送和接收主机之间的一条特定比特率的传输链路的行为。只要发送主机以低于特定比特率的速率传输比特(作为分组的组成部分)，则分组不会丢失，且每个分组会在预定的主机到主机时延内到达

确保最大时延抖动:该服务确保位于发送方的两个相继分组之间的时间量等于在目的地接收到他们之间的时间量(或这种间隔的变化不超过某个特定的值)

安全性服务:使用仅由源和目的主机所知晓的一个秘密会话秘钥，在源主机中的网络层能够加密想目的主机发送的所有数据报负载。在目的主机中的网络层能够负责解密该负载。

尽管网络层连接和无连接服务与运输层面向连接和无连接服务有类似之处，但也存在重大差异

在网络层中，这些服务是由网络层向运输层提供主机到主机的服务，在运输层中，这些服务是运输层向应用层提供的进程到进程的服务。

在至今为止的所有主要的计算机网络体系结构中(因特网，ATM，帧中继等)，网络层或者提供了主机到主机的无连接服务，或者提供了主机到主机的连接服务，而不同时提供这两种服务。仅在网络层提供连接服务的计算机网络称为虚电路网络，仅在网络层提供无连接服务的计算机网络称为数据报网络。

在运输层实现面向连接的服务与在网络层实现服务是根本不同的。我们在前面一章看到，运输层面向连接服务是在网络边缘的端系统中实现的，我们很快看到，网络层连接服务除了在端系统中，也在位于网络核心的路由器中实现。

简而言之，服务对象不同，一个向运输层提供服务，一个向应用层提供服务。网络层无法同时提供两种服务。运输层服务在端系统中实现，网络层服务除了端系统，路由器也可实现。

虚电路网络

实现：

1源和目的主机之间的路径(一系列链路和路由器)

2VC号，沿着该路径的每段链路的一个号码

3沿着该路径的每台路由器中的转发表表项。属于一条虚电路的分组将在它的首部携带一个VC号，因为一条虚电路在每条链路上可能有不同的VC号，每台中间路由器必须用一个新的VC号替代每个传输分组的VC号。该VC号从转发表获得。

每建立一个连接转发表增加一个表项，每释放一个连接转发表删除一个表项。

数据报网络

路由器使用最长前缀匹配规则，在表中寻找最长的匹配项，并向与最长前缀匹配相关联的链路接口转发分组。

 数据报网络中的转发表是通过路由选择算法进行修改的，这通常每1-5分钟左右更新一次转发表。在虚电路网络中，无论何时通过路由器建立一条新的连接，或无论何时通过路由器拆除一条现有的连接，路由器的转发表就被更新。

路由器工作原理

224