一.網(wǎng)絡(luò)層的功能
主要任務(wù)是把分組從源端傳送到目的端，為分組交換網(wǎng)上的不同主機(jī)提供通信服務(wù)。

• 網(wǎng)絡(luò)層傳輸單位是數(shù)據(jù)報(bào)。
• 功能
  • 路由選擇與分組轉(zhuǎn)發(fā)，最佳路徑。
  • 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)；
  • 擁塞控制；
• 若所有結(jié)點(diǎn)都來(lái)不及接收分組，網(wǎng)絡(luò)就處于擁塞狀態(tài)，因此需要采用一定措施緩解這種擁塞；
• 解決方法
  • 開(kāi)環(huán)控制------靜態(tài)；
  • 閉環(huán)控制------動(dòng)態(tài)。

二.數(shù)據(jù)交換方式

• 電路交換
  

  • 電路交換的階段
    
  • 特點(diǎn)：獨(dú)占資源；
  • 優(yōu)點(diǎn)：通信時(shí)延小、有序傳輸、沒(méi)有沖突、實(shí)時(shí)性強(qiáng)。
  • 缺點(diǎn)：建立連接時(shí)間長(zhǎng)、線路獨(dú)占，線路使用效率低、靈活性差、無(wú)差錯(cuò)控制能力。

• 報(bào)文交換
  

  • 報(bào)文：源應(yīng)用發(fā)送的信息載體。
  • 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)
  • 優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需建立連接、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，動(dòng)態(tài)分配線路、線路利用率較高、線路可靠性較高、多目標(biāo)服務(wù)。
  • 缺點(diǎn)：有存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延、報(bào)文大小不定，需要網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)有較大的緩存空間。

• 分組交換
  

  • 分組：把大的數(shù)據(jù)塊分割成小的數(shù)據(jù)塊------大小不一定相同。
  • 優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需建立連接、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，動(dòng)態(tài)分配線路、線路可靠性高、線路利用率高、相對(duì)于報(bào)文交換，存儲(chǔ)管理更容易。
  • 缺點(diǎn)：有存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延、需要傳輸額外的信息量、亂序到達(dá)目的主機(jī)時(shí)，要對(duì)分組排序重組。

• 報(bào)文交換與分組交換

  • 分組交換是一種并行的交換方式，只需要考慮每個(gè)分組的開(kāi)始發(fā)送到線路上的發(fā)送時(shí)間(傳輸時(shí)間并行)與最后一個(gè)分組在線路上，其他結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)間。
  • 分組交換時(shí)間比報(bào)文交換時(shí)間短。
  • 報(bào)文交換是一種串行交換方式。
  • 計(jì)算中注意事項(xiàng)：
    • 單位換算：
      • b表示的是比特，B表示的字節(jié)。1Byte=8bit；
      • Mbps、kbps
    • 是否考慮傳播時(shí)延；
    • 至少：選擇最少的跳數(shù)，交換設(shè)備最少的路線。
    • 是否有分組頭部大小的開(kāi)銷；
    • 發(fā)送開(kāi)始到接收完畢與發(fā)送開(kāi)始到發(fā)送完畢的區(qū)別。
    • 分組交換時(shí)延可能不是整數(shù)，報(bào)文時(shí)間更長(zhǎng)。

• 總結(jié)
  

  • 報(bào)文交換和分組交換都采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)；
  • 發(fā)送數(shù)據(jù)量大，且傳送時(shí)間遠(yuǎn)大于呼叫時(shí)，選擇電路交換。電路交換傳輸時(shí)延最小。
  • 從信道利用率看，報(bào)文交換和分組交換由于電路交換，其中分組交換時(shí)延更小。

三.分組交換

• 數(shù)據(jù)報(bào)方式
  • 為網(wǎng)絡(luò)層提供無(wú)連接服務(wù)。
  • 無(wú)連接服務(wù)：不事先為分組的傳輸確定傳輸路徑，每個(gè)分組獨(dú)立確定傳輸路徑，不同 分組傳輸路徑可能不同。
• 虛電路方式
  • 為網(wǎng)絡(luò)層提供連接服務(wù)；
  • 連接服務(wù)：首先為分組的傳輸確定傳輸路徑(建立連接)，然后沿該路徑傳輸分組，分組傳輸路徑相同，傳輸結(jié)束后釋放連接。

四.數(shù)據(jù)報(bào)

• 應(yīng)用層:報(bào)文
• 傳輸層:報(bào)文段
• 網(wǎng)絡(luò)層:IP數(shù)據(jù)報(bào)、分組
• 數(shù)據(jù)鏈路層:幀
• 物理層:比特流

1.因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換方式就是數(shù)據(jù)報(bào)。

2.數(shù)據(jù)報(bào)

• 無(wú)連接：無(wú)連接服務(wù)，不事先為分組的傳輸確定傳輸路徑，每個(gè)分組獨(dú)立確定傳輸路徑，不同分組傳輸路徑可能不同。
• 每個(gè)分組攜帶源和目的地址；
• 路由器根據(jù)分組的目的地址轉(zhuǎn)發(fā)分組:基于路由器協(xié)議/算法構(gòu)建轉(zhuǎn)發(fā)表；檢索轉(zhuǎn)發(fā)表；每個(gè)分組獨(dú)立選路。

3.虛電路

• 虛電路將根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)方式和電路交換方式結(jié)合，以發(fā)揮兩者優(yōu)點(diǎn)。
• 虛電路：一條源主機(jī)到目的主機(jī)類似于電路的路徑 (邏輯連接),路徑上所有結(jié)點(diǎn)都要維持這條虛電路的建立，都維持一張?zhí)撾娐繁?#xff0c;每一項(xiàng)記錄一個(gè)打開(kāi)的虛電路的信息。
• 通信過(guò)程：
  
  - 每個(gè)分組攜帶虛電路號(hào)，而非目的地址；
  - 源主機(jī)發(fā)送“呼叫請(qǐng)求”分組并收到“呼叫應(yīng)答”分組后才算建立連接。
  - 全雙工通信；
  - 源主機(jī)發(fā)送“釋放請(qǐng)求”分組以拆除虛電路。

4.數(shù)據(jù)報(bào)與虛電路

總結(jié)

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