網路層設計問題


網路層或OSI(開放系統互連)模型的第3層負責跨多個跳點或鏈路將資料包從源傳遞到目的地。它是關注端到端傳輸的最低層。負責設計此層的設計人員需要解決某些問題。這些問題包括為上層提供的服務以及該層的內部設計。

設計問題可分為四個方面:

  • 儲存轉發分組交換

  • 對傳輸層的服務

  • 提供面向連線的服務

  • 提供無連線的服務

儲存轉發分組交換

網路層在一個使用儲存轉發分組交換的環境中執行。具有要傳送資料包的節點將其傳遞給最近的路由器。資料包儲存在路由器中,直到它完全到達並且其校驗和被驗證以進行錯誤檢測。完成此操作後,資料包將轉發到下一個路由器。由於每個路由器都需要在將其轉發到下一個跳點之前儲存整個資料包,因此該機制稱為儲存轉發交換。

對傳輸層的服務

網路層透過網路傳輸層介面為其直接上層(即傳輸層)提供服務。提供的兩種服務型別是:

  • 面向連線的服務 - 在此服務中,在源和目的地之間建立一條路徑,並且屬於某個訊息的所有資料包都沿此路徑路由。

  • 無連線的服務 - 在此服務中,訊息的每個分組都被視為一個獨立的實體,並被單獨路由從源到目的地。

網路層在提供這些服務時的目標是:

  • 服務不應依賴於路由器技術。

  • 傳輸層不應關心路由器配置細節。

  • 無論網路是區域網、都會網路還是廣域網,都應為傳輸層提供統一的定址方案。

提供面向連線的服務

在面向連線的服務中,在傳輸開始之前,會在源節點和目標節點之間建立一條稱為**虛電路**的路徑或路由。訊息中的所有資料包都沿此路由傳送。每個資料包都包含一個識別符號,表示它所屬的虛電路。傳輸完所有資料包後,虛電路將終止,連線將釋放。面向連線服務的示例是多協議標籤交換 (MPLS)。

提供無連線的服務

在無連線服務中,由於每個資料包都是獨立傳輸的,因此每個資料包都包含其路由資訊,並被稱為資料報。使用資料報進行傳輸的網路稱為資料報網路或資料報子網。在傳輸訊息之前,無需預先設定路由。屬於該訊息的每個資料報都遵循其從源到目的地的獨立路由。無連線服務的示例是網際網路協議或IP。

更新於:2020年11月28日

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