网络层中的设计问题

网络层的主要职责是负责将数据包从源端传输到目标端，处理错误情况，以及控制网络拥塞。在了解网络层的设计问题之前，我们先来了解一下网络层的各种功能吧。

• 地址：它会在源地址和目的地址的帧头部保存该地址信息，从而能够识别网络中的各种设备。
• 打包/包装：这一过程是通过互联网协议来实现的。网络层会将其上层传来的数据包进行转换处理。
• 路由：这是最重要的功能。网络层会选择最相关且最佳的传输路径，以实现数据从源地到目的地的传输。
• 网络互联：它能够实现多个设备之间的逻辑连接。

网络层设计中的相关问题

网络层存在一些设计上的问题，具体情况如下：

存储转发式分组交换

主机将数据包发送给最近的路由器。该数据包会被存储在该路由器上，直到其完全到达目的地为止。在此过程中，会通过验证校验和来确保数据包的完整性。之后，该数据包会被转发到下一个路由器，最终到达目的地。这种传输机制被称为“存储转发式分组交换”。

2. 提供给传输层的服务

通过网络/传输层接口，网络层将其数据传递给下一层。模式/规律这些服务属于传输层的相关服务。下面将对这些服务进行描述。但在向传输层提供这些服务之前，必须牢记以下目标：

• 所提供的服务绝不能依赖于路由器技术来实现。
• 传输层需要能够抵御可用路由器类型、数量以及拓扑结构所带来的威胁。
• 传输层的网络地址应使用统一的编号模式。,同样适用于局域网和广域网连接的情况。

根据这些联系关系，所提供的服务可以分为两类：

• 无连接型——数据包的路由选择和插入到子网络中这一过程是独立进行的。不需要任何额外的设置或操作。
• 面向连接的模式子网必须提供可靠的服務，且所有数据包都必须通过同一条路径进行传输。

3. 无连接服务的实现

这些数据包被称为“数据报”，而相应的子网则被称为“数据报子网”。当需要传输的消息大小是数据包大小的4倍时，网络层就会将其分割成4个独立的数据包，然后通过一些协议将这些数据包分别传输到路由器上。每个数据报都包含一个目标地址，因此，无论其他数据包如何，每个数据报都可以被独立地路由到目的地。

4. 面向连接的服务的实现：

要使用面向连接的服務，首先需要建立連接，然後使用該連接，最后再释放它。在面向连接的服務中，數據包會按照發送方所規定的順序被傳送到接收端。這可以通過兩種方式來實現：

• 电路交换连接 –在通信节点之间，会建立一条专用的物理路径或电路，然后数据才能被传输。
• 虚拟电路交换连接 –数据流是通过分组交换网络进行传输的。用户会感觉到，从发送方到接收方的整个传输过程中，似乎存在一条专用的路径。实际上，这里建立了一条虚拟路径。不过，其他连接也可能使用同一条路径来传输数据。

无连接型与面向连接的型

无论是无连接模式还是面向连接模式，都可以用于实现两个或多个设备之间的连接建立。这类服务是由相关技术机构所提供的。网络层.

面向连接的服务：在面向连接的服務中，我们需要在通信之前，先建立发送方和接收方之间的连接。通常使用握手机制来建立这两者之间的连接。面向连接的服務包括连接建立以及连接终止两个阶段。现实生活中的例子就是电话服务，在通话之前，必须先建立连接。.

无连接服务：在“无连接服务”中，不需要建立或终止任何连接。这种服务并不保证其可靠性。在这种服务中，数据包可能会通过不同的路径才能到达目的地。这种服务的实际例子包括邮政系统、在线游戏、实时音视频流传输等。