網絡層的功能(路由選擇與分組轉發、異構網絡互連、擁塞控制)


文章轉自:https://blog.csdn.net/weixin_43914604/article/details/105075503

學習課程:《2019王道考研計算機網絡》

學習目的:利用最省時間的方法學習考研面試中的計算機網絡。


1、主要任務與傳輸單位

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2、路由選擇與分組轉發

路由器主要完成兩個功能:是路由選擇 (確定哪一條路徑),二是分組轉發 (當一個分組 到達時所采取的動作)

  • 1)路由選擇。指按照復雜的分布式算法,根據從各相鄰路由器所得到的關於整個網絡拓撲的變化情況,動態地改變所選擇的路由。
  • 2)分組轉發。指路由器根據轉發表將用戶的IP數據報從合適的端口轉發出去。

路由表是根據路由選擇算法得出的,而轉發表是從路由表得出的。
路由表則需要對網絡拓撲變化的計算最優化, 轉發表的結構應當使查找過程最優化

在討論路由選擇的原理時,往往不去區分轉發表和路由表,而是籠統地使用路由表一詞。

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3、異構網絡互聯

所謂異構網絡互聯,是指將兩個以上的不同的計算機網絡,通過一定的方法,用一種或多種通信處理設備(即中間設備)相互連接起來,以構成更大的網絡系統。中間設備又稱中間系統中繼系統
根據所在的層次,中繼系統分為以下4種:

  • 1)物理層的中繼系統:中繼器,集線器(Hub)。
  • 2)數據鏈路層的中繼系統:網橋或交換機。
  • 3)網絡層的中繼系統:路由器。
  • 4)網絡層以上的中繼系統:網關。

網絡互聯通常是指用路由器進行網絡互聯和路由選擇。
路由器是一台專用計算機,用於在互聯網中進行路由選擇
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4、擁塞控制

  • 在通信子網中,因出現過量的分組而引起網絡性能下降的現象稱為擁塞
  • 判斷網絡是否進入擁塞狀態的方法是,觀察網絡的吞吐量網絡負載的關系:如果隨着網絡負載的增加網絡的吞吐量明顯小於正常的吞吐量,那么網絡就可能已進入“輕度擁塞”狀態;如果網絡的負載繼續增大,而網絡的吞吐量下降到零,那么網絡就可能已進入死鎖狀態
  • 擁塞控制的作用是確保子網能夠承載所達到的流量,這是一個全局性的過程,涉及各方面的行為:主機、路由器及路由器內部的轉發處理過程等。單一地增加資源並不能解決擁塞。
  • 流量控制擁塞控制區別:
  • ·流量控制往往是指在發送端接收端之間的點對點通信量的控制。流量控制所要做的是抑制發送端發送數據的速率,以便使接收端來得及接收
  • 擁塞控制必須確保通信子網能夠傳送 待傳送的數據,是一個全局性的問題,涉及網絡中所有的主機、路由器及導致網絡傳輸能力下降的所有因素。
  • 擁塞控制的方法有兩種:
    1)開環控制。在設計網絡時事先將有關發生擁塞的因素考慮周到,力求網絡在工作時不產生擁塞。這是一種靜態的預防方法。一旦整個系統啟動並運行,中途就不再需要修改。開環控制手段包括確定何時可接收新流量、何時可丟棄分組及丟棄哪些分組,確定何種調度決策等。所有這些手段的共性是,在做決定時不考慮當前網絡的狀態。
    2)閉環控制。事先不考慮有關發生擁塞的各種因素,采用監測網絡系統去監視,及時檢測哪里發生了擁塞,然后將擁塞信息傳到合適的地方,以便調整網絡系統的運行,並解決出現的問題。閉環控制是基於反饋環路的概念,是一種動態的方法。


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