参考视频：王道计算机考研 计算机网络

参考书：《2022年计算机网络考研复习指导》

计算机网络 | 网络层

功能概述

网络层：向上提供简单的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。

• 功能一：路由选择与分组转发：让数据在路由器之间走最佳的路径。
• 功能二：异构网络互联：让不同的设备（手机、电脑、平板等）都能正常连接。
• 功能三：拥塞控制
  • 开环控制（静态）：在拥塞之前就提前设计解决。
  • 闭环控制（动态）：在拥塞时自动调整解决问题。

拥塞：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。

数据在各层的传输形式：

OSI参考模型	各层次的传输单元
应用层	报文
传输层	报文段
网络层	IP数据报，分组（如果IP数据报太大就切割成分组）
数据链路层	帧
物理层	比特流

SDN（Software-Defined Networking）

数据平面：用于控制数据处理过程中各种具体处理转发过程。处理时间短，在路由器中用硬件实现。

控制平面：用于控制、管理网络协议的运行，比如 OSPF 协议、RIP 协议、BGP 协议。处理时间长，在路由器中用软件实现。

分为两种：

• 每路由器法
• SDN 法

每路由器法：

SDN 法：

注：上面的交换机实际上是路由器。

SDN 控制器的三个层次：

• 对于网络控制应用程序的接口：SDN 控制器通过“北向接口”与网络控制应用程序交互，该 API 允许网络控制应用程序在状态管理层之间读写网络状态。
• 网络范围状态管理层：由 SDN 控制平面作出的最终控制决定，将要求控制器具有有关网络的主机、链路等最新状态信息。
• 通信层：负责 SDN 控制器与受控网络设备之间的通信（OpenFlow 协议），包含“南向接口”。

例题：

小结：

路由算法与路由协议

路由算法的分类：

层次路由：

• 内部网关协议（IGP）：也称域内路由选择。
• 外部网关协议（EGP）：也称域间路由选择。

示例：

IPv4

IPv4 分组

IPv4 分组的格式

一个 IP 分组由首部和数据部分组成：

• 首部：固定长度为 20 比特， 是所有 IP 分组必需的。后面是一些可选字段，长度可变，用来提供错误检测及安全等机制。
• 数据部分：TCP、UDP段。

IP 数据报格式：

注：总长度单位是 1B，片偏移单位是 8B，首部长度单位是 4B。

IPv4 数据报分片

最大传送单元（MTU）：一个数据链路层数据报能承载的最大数据量。

以太网的 MTU 是 1500 字节。

如果 IP 分组超过了某链路的 MTU 值？

IP 数据报分片。

例题：