计算机网络 4.1 网际互连、路由转发和拥塞控制

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网络层的功能大概分为,路由选择、流量控制、差错控制、网际互连和拥塞控制。网络层提供的服务是简单灵活、无连接和尽最大努力交付的数据报(分组)服务

网际互连

网际互连就是把不同的网络连接起来(比如把广域网和局域网连接起来)。在TCP/IP的协议中,我们可以使用IP协议构建虚拟互联网络,也就是逻辑互联网络。在使用IP互联网络的时候,互联网上的主机进行通信就像是在一个网络上通信一样,看不见具体的异构细节

实际网络a是通过中继的硬件设备很复杂的连接网络的边缘部分,但是虚拟IP网络的边缘部分通信就表现的像在一个网络上通信。

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网际互连使用的硬件设备:

层次设备
物理层中继器、集线器
数据链接层网桥、交换机
网络层路由器
网络层以上的层网关

网际互连通常指的是路由器进行网络互连和路由选择,互联网就是通过路由器互联在一起的网络集合的总称。物理层和数据链接层的设备只是对一个网络的扩大,扩大以后仍是一个网络所以不是网际互连。

路由与转发

路由器也是一台计算机,不过是一种专门用来路由选择和分组转发的专用计算机。两个功能分别用路由表RIP和转发表FIB进行管理。做题的时候我们往往不去区分RIP和FIB。

路由选择:根据一定的路由协议算法从相邻路由器得到的通往其他结点的合适路径,并及时适应网络的变化情况。 分组转发:根据转发表把到达的IP数据报发送出去。

拥塞控制

拥塞是因为网络负载的增加,出现过量的数据报(分组)而引起网络性能的下降的情况。

拥塞的不同情况:

  1. 网络负载增加,吞吐量明显小于正常的情况,处于轻度拥塞。
  2. 网络负载增加,吞吐量减少,处于拥塞。
  3. 网络负载增加,吞吐量为0,处于死锁状态。

流量控制是对两个设备之间点对点的管理,拥塞控制是一个对全局的控制,是对主机路由器和一切导致网络吞吐量下降的因素。

拥塞控制的方法有两种:

  1. 开环控制:在设计网络的时候就把拥塞出现的可能都给考虑到,力求网络工作时不产生拥塞
  2. 闭环控制:及时检测出出现的拥塞,并给出相应对策。