网络层的功能

网络层负责实现各种不一样的物理网络的互联

• 网络层采用分组交换技术
• 网络层应当使用统一编址
• 路由器使用存储转发实现异构网络的互联
• 网络层关注分组从一个网络到达另一个网络的选路问题

资源子网与通信子网

资源子网

• 负责全网的数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源与网络服务。
• 传输层应用层属于资源子网，关注端到端通信

通信子网

• 完成网络数据传输转发等通信处理任务
• 网络层、数据链路层和物理层属于通信子网，负责网络通信转发

分组交换网络的路由模式
路由模式的概念

• 分组选路的方式

网络根据路由模式分类

• 数据报网络：无连接不可靠的网络
• 虚电路网络：面向连接可靠的网络

数据报网络

特点：

• 在网络层没有连接建立过程
• 路由器不维护端对端的连接状态
• 一般分组使用目标主机的ID（即IP地址）进行路由选择
• 同样的收发双方的不同分组可能经由的路径可能不同

虚电路网络

特点：

• 发送分组之前会建立一条虚拟的电路（永久PVC或临时SVC）；
• 每个分组携有标签（虚电路ID），由标签来确定下一跳；
• 在连接建立阶段确定固定的路由，全部数据通过同一条路传递；
• 路由器为每个正在通信中的连接维持状态

QoS的基本概念

• QoS（Quality of Service）服务质量是指允许用户在带宽、延迟、抖动、可靠性（丢包率）等方面获得可预期的服务水平的一系列技术的集合。
• 抖动：延迟的变化程度

数据报网络和虚电路网络比较

数据报网络：无连接，可靠性不强，可能形成环路，但是速度快，路由器的工作相对小，不容易实现QoS（服务质量保证）
虚电路网络：面向连接可靠性较好，路由器需要为每个虚电路维护状态，代价较高，建立虚电路需要时间，容易实现QoS

网络层提供的服务

• 因特网模型：无连接不可靠灵活的数据包网络传输服务
• ATM网络：面向连接可靠的虚电路传输服务

因特网的选择

• 网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据包服务
• 网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个分组（即IP数据报）独立发送，与其前后的分组无关（不进行编号）
• 网络层不提供服务质量的承诺。即所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序，当然也不保证分组传送的时限
• 因特网特点：灵活、适应性强、网络成本相对低