网络层在计算机网络工程实用技术中的重要作用

本章重点：

1.IP地址的概念及划分。

2.地址解析协议。

3.交换机的基本原理。

4.路由器的配置。

网络层位于OSI参考模型中的第3层，是通信子网的最高层。它的主要功能是通过特定的路由选择算法为分好组的数据通过子网选择一条合适的路径。通信子网的运行控制与网络层密切相关，体现出了网络应用环境中资源子网访问通信子网的方式。网络层任务范围如图4-1所示。

图4-1 网络层的任务

网络层的主要任务是将源结点的数据包传送到目的结点，从而向传输层提供端到端的数据传输服务。一般来说，网络层应该具有以下几种功能。

（1）为传输层提供服务(www.xing528.com)

网络层提供虚电路服务和数据报服务两种服务类型。

虚电路服务是一种面向连接的服务，使所有数据包按原有顺序到达目的结点，是一种可靠的数据传送方式，使进行数据交换的两个结点之间存在着一条为它们服务的虚拟电路；而数据报服务是一种无连接的不可靠的数据传送方式，源结点将它所要发送的每个数据包都附加上地址、序号等一系列信息后就进行发送。因此目的结点收到的数据包可能是乱序的，也可能会丢失所传输的数据包。

（2）组包和拆包

在网络层，数据传输的基本单位是数据包。在发送方，传输层的报文到达网络层首先被分为多个数据块，然后这些数据块会被加上一些信息，组成数据包。数据包的头部包含源结点和目的结点的网络地址。数据包到达接收方后，数据从低层到达网络层后会将各数据包发送时加上的报头和报尾等控制信息去掉，再组合成原始报文后送给传输层。

（3）路由选择

路由选择也称为路径选择，是根据一定的路由选择算法在多结点（路由器和交换机）的通信子网中选择一条最佳路径。确定选择的策略称为路由算法。在虚电路方式中，只需要在建立连接时确定路由，以后所有的数据包都会按照这条路径传输；而在数据包方式中，网络结点必须要为每一个数据包做出路由选择，不同的数据包可能会由不同的传输路径进行传输。

（4）流量控制

流量控制的作用是控制传输，避免在传输的过程中出现阻塞和死锁。为不同的服务实现端到端、通信子网的流量控制，保障网络实现可靠的传输。

网络的吞吐量与通信子网负荷有着密切的关系。一般情况下采用滑动窗口、预约缓冲区、许可证和分组丢弃4种方法来进行流量控制，防止出现阻塞和死锁。