网络层设计问题


网络层或OSI(开放系统互连)模型的第3层负责跨多个跳点或链路将数据包从源传递到目的地。它是关注端到端传输的最低层。负责设计此层的设计人员需要解决某些问题。这些问题包括为上层提供的服务以及该层的内部设计。

设计问题可分为四个方面:

  • 存储转发分组交换

  • 对传输层的服务

  • 提供面向连接的服务

  • 提供无连接的服务

存储转发分组交换

网络层在一个使用存储转发分组交换的环境中运行。具有要发送数据包的节点将其传递给最近的路由器。数据包存储在路由器中,直到它完全到达并且其校验和被验证以进行错误检测。完成此操作后,数据包将转发到下一个路由器。由于每个路由器都需要在将其转发到下一个跳点之前存储整个数据包,因此该机制称为存储转发交换。

对传输层的服务

网络层通过网络传输层接口为其直接上层(即传输层)提供服务。提供的两种服务类型是:

  • 面向连接的服务 - 在此服务中,在源和目的地之间建立一条路径,并且属于某个消息的所有数据包都沿此路径路由。

  • 无连接的服务 - 在此服务中,消息的每个分组都被视为一个独立的实体,并被单独路由从源到目的地。

网络层在提供这些服务时的目标是:

  • 服务不应依赖于路由器技术。

  • 传输层不应关心路由器配置细节。

  • 无论网络是局域网、城域网还是广域网,都应为传输层提供统一的寻址方案。

提供面向连接的服务

在面向连接的服务中,在传输开始之前,会在源节点和目标节点之间建立一条称为**虚电路**的路径或路由。消息中的所有数据包都沿此路由发送。每个数据包都包含一个标识符,表示它所属的虚电路。传输完所有数据包后,虚电路将终止,连接将释放。面向连接服务的示例是多协议标签交换 (MPLS)。

提供无连接的服务

在无连接服务中,由于每个数据包都是独立传输的,因此每个数据包都包含其路由信息,并被称为数据报。使用数据报进行传输的网络称为数据报网络或数据报子网。在传输消息之前,无需预先设置路由。属于该消息的每个数据报都遵循其从源到目的地的独立路由。无连接服务的示例是互联网协议或IP。

更新于:2020年11月28日

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