【计算机网络笔记】网络层服务与核心功能

系列文章目录

什么是计算机网络？
什么是网络协议？
计算机网络的结构
数据交换之电路交换
数据交换之报文交换和分组交换
分组交换 vs 电路交换
计算机网络性能（1）——速率、带宽、延迟
计算机网络性能（2）——时延带宽积、丢包率、吞吐量/率
计算机网络体系结构概念
OSI参考模型基本概念
OSI参考模型中非端-端层（物理层、数据链路层、网络层）功能介绍
OSI参考模型中端-端层（传输层、会话层、表示层、应用层）功能介绍
TCP/IP参考模型基本概念，包括五层参考模型
网络应用的体系结构
网络应用进程通信
网络应用对传输服务的需求
Web应用之HTTP协议（涉及HTTP连接类型和HTTP消息格式）
Cookie技术
Web缓存/代理服务器技术
传输层服务概述、传输层 vs. 网络层
传输层——多路复用和多路分用
传输层——UDP简介
传输层——可靠数据传输原理之Rdt协议
传输层——可靠数据传输之流水线机制与滑动窗口协议
传输层——TCP特点与段结构
传输层——TCP的可靠数据传输
TCP连接管理（图解三次握手和四次挥手）
传输层——拥塞控制原理与解决方法
TCP的拥塞控制机制

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网络层服务

总的来说是这样的：从本主机向目的主机进行数据报的传输。
在发送端，网络层需要将传输层交互的数据段封装到网络层中的数据包进行传输。到达目的主机后，目的主机的网络层需要提出去数据段交给传输层去处理。

需要注意的是，网路层不再是一个端到端的层次，因此，每个主机和路由器都需要运行网络层协议。所以每一个路由器都需要对经过该路由器的每一个网络层数据报的头部域进行检验，进而决策如何处理IP数据报。

网络层核心功能

• 转发与路由

  • 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

    每一个路由器维护一个转发表。如果收到一个数据报，就可以根据携带的地址信息查转发表，进而就清楚如何转发

  • 路由(routing): 确定分组从源到目的经过的路径。

    路由器根据某些路由算法事先建立转发表，以确定从源到目的应该走怎样的路径

  

• 建立连接

  • 首先需要说明，这个功能并不是所有网络都需要的。有些网络需要事先这样的功能。比如ATM网络, 帧中继网络, X.25网络。（后两种网络已经过时）
  • 需要建立连接的网络在数据分组传输之前，两端主机需要首先建立虚拟/逻辑连接路径。其中，这条路径上经过的每个网络设备都要参与连接的建立，也就是说需要记录这条连接的信息
  • 网络层连接与传输层连接的对比：
    • 传输层连接: 两个应用进程之间（对中间网络设备透明），只在端系统记录连接
    • 网络层连接: 两个主机之间 (路径上的路由器等网络设备参与其中)