导论

学习目标：

理解网络服务的基本原理，聚焦于其数据平面

• 网络服务模型
• 转发和路由
• 路由器工作原理
• 通用转发
• 互联网中网络层协议的实例和实现

网络层的服务

1. 在发送主机和接收主机对之间传送段(TCP/UDP)（segment）
2. 在发送端将段封装到数据报(Datagram)中
3. 在接收端，将段上交给传输层 实体
4. 网络层协议存在于每一个主机 和路由器
5. 路由器检查每一个经过它的 IP 数据报的头部
6. 最后在目标端解封装数据包， 将其恢复。交给TCP/UDP

转发

网络层的关键功能

** 转发: 将分组从路由器 的输入接口转发到合适 的输出接口 **

转发是通过单个路口的 过程 。是局部的功能

** 路由: 使用路由算法来 决定分组从发送主机到 目标接收主机的路径 **

路由是从端到端的路径， 从源到目的的路 由路径规划过程 。从源主机发送到模板主机。 是一个全局的功能

网络层： 数据平面、控制平面

数据平面 （局部的功能）

转发是数据平面的功能

数据平面的作用是对每个到来的数据实现怎么样的处理

• 本地，每个路由器功能
• 决定从路由器输入端口 到达的分组如何转发到 输出端口
• **转发功能： **

**传统方式：基于目标地址+转发表 **

**SDN方式：基于多个 字段+流表 **

控制平面 （全局的功能）

• 网络范围内的逻辑
• 决定数据报如何在路由器之间 路由，决定数据报从源到目标 主机之间的端到端路径
• **2个控制平面方法: **

** 传统的路由算法: 在路由器 中被实现 **

** software-defined networking (SDN): 在远程的服务器中 实现 **

路由器是控制平面的功能， 而转发是数据平面的功能

** SDN方式：逻辑集中的控制平面**

一个不同的（通常是远程的）控制器与本地控制代理（CAs） 交互

** 传统方式：路由和转发的相互作用**

传统方式较为僵化，很难进行改变

网络服务模型

从发送方主机到接收方主机传输数据报的“通道” ，网络提供对单个数据和数据报流的服务

1.对于单个数据报的服务：

可靠传送；延迟保证

2.对于数据报流的服务：

保证数据报流传送； 保证流的最小带宽；分组之间的延迟差。

连接建立

在某些网络架构中是网络连接建立第三个重要的功能， 例如： ATM、frame relay

**在分组传输之前，在两个主机之间，在通过一些 路由器所构成的路径上建立一个网络层连接 **

** 网络层和传输层连接服务区别: **

• 网络层: 在2个主机之间，涉及到路径上的一些路由器
• 传输层: 在2个进程之间，很可能只体现在端系统上 (TCP连接)

路由器的组成

IP： Internet Protocol

通用转发和SDN