• 网络层的功能(路由选择与分组转发、异构网络互连、拥塞控制)


    文章转自:https://blog.csdn.net/weixin_43914604/article/details/105075503

    学习课程:《2019王道考研计算机网络》

    学习目的:利用最省时间的方法学习考研面试中的计算机网络。


    1、主要任务与传输单位

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    2、路由选择与分组转发

    路由器主要完成两个功能:是路由选择 (确定哪一条路径),二是分组转发 (当一个分组 到达时所采取的动作)

    • 1)路由选择。指按照复杂的分布式算法,根据从各相邻路由器所得到的关于整个网络拓扑的变化情况,动态地改变所选择的路由。
    • 2)分组转发。指路由器根据转发表将用户的IP数据报从合适的端口转发出去。

    路由表是根据路由选择算法得出的,而转发表是从路由表得出的。
    路由表则需要对网络拓扑变化的计算最优化, 转发表的结构应当使查找过程最优化

    在讨论路由选择的原理时,往往不去区分转发表和路由表,而是笼统地使用路由表一词。

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    3、异构网络互联

    所谓异构网络互联,是指将两个以上的不同的计算机网络,通过一定的方法,用一种或多种通信处理设备(即中间设备)相互连接起来,以构成更大的网络系统。中间设备又称中间系统中继系统
    根据所在的层次,中继系统分为以下4种:

    • 1)物理层的中继系统:中继器,集线器(Hub)。
    • 2)数据链路层的中继系统:网桥或交换机。
    • 3)网络层的中继系统:路由器。
    • 4)网络层以上的中继系统:网关。

    网络互联通常是指用路由器进行网络互联和路由选择。
    路由器是一台专用计算机,用于在互联网中进行路由选择
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    4、拥塞控制

    • 在通信子网中,因出现过量的分组而引起网络性能下降的现象称为拥塞
    • 判断网络是否进入拥塞状态的方法是,观察网络的吞吐量网络负载的关系:如果随着网络负载的增加网络的吞吐量明显小于正常的吞吐量,那么网络就可能已进入“轻度拥塞”状态;如果网络的负载继续增大,而网络的吞吐量下降到零,那么网络就可能已进入死锁状态
    • 拥塞控制的作用是确保子网能够承载所达到的流量,这是一个全局性的过程,涉及各方面的行为:主机、路由器及路由器内部的转发处理过程等。单一地增加资源并不能解决拥塞。
    • 流量控制拥塞控制区别:
    • ·流量控制往往是指在发送端接收端之间的点对点通信量的控制。流量控制所要做的是抑制发送端发送数据的速率,以便使接收端来得及接收
    • 拥塞控制必须确保通信子网能够传送 待传送的数据,是一个全局性的问题,涉及网络中所有的主机、路由器及导致网络传输能力下降的所有因素。
    • 拥塞控制的方法有两种:
      1)开环控制。在设计网络时事先将有关发生拥塞的因素考虑周到,力求网络在工作时不产生拥塞。这是一种静态的预防方法。一旦整个系统启动并运行,中途就不再需要修改。开环控制手段包括确定何时可接收新流量、何时可丢弃分组及丢弃哪些分组,确定何种调度决策等。所有这些手段的共性是,在做决定时不考虑当前网络的状态。
      2)闭环控制。事先不考虑有关发生拥塞的各种因素,采用监测网络系统去监视,及时检测哪里发生了拥塞,然后将拥塞信息传到合适的地方,以便调整网络系统的运行,并解决出现的问题。闭环控制是基于反馈环路的概念,是一种动态的方法。
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