最近也準備臨近考試月了，抽時間精簡總結一下《計算機網路》。這是一篇關於計算機網路的第三層，網路層相關的知識。

在計算機網路的分層中，網路層的作用就是將分組從源主機沿網路路徑發到目的主機上，所以網路層裡最核心的功能就是：分組轉發 和 路由選擇。
分組轉發和路由選擇

既然我們知道了網路層裡最核心的兩個功能，那我們有必要逐個瞭解它們分別是幹什麼的。

分組轉發。當一個分組到達路由器輸入鏈路時，需要將該分組轉發到相應合適的輸出鏈路上。每一個分組都會帶有一個首部，而首部裡有轉發的標識。路由器根據轉發標識，查詢路由器內的轉發表(forwarding table)，轉發表會為分組指出該通往的輸出鏈路。

路由選擇。當分組開始從源主機發往目的主機，網路層必須決定分組該採用的路由或路徑。而路由選擇，就是用來提供分組轉發時所需要的轉發表。
 

網路層提供的兩種服務

網路層可以為使用者提供兩種服務，一個是面向連線的服務，另一種則是無連線的服務。我們在現有的計算機網路體系結構中，網路層只能單獨提供其中一個服務的，兩種服務同時提供是不存在的。

在網路層提供面向連線的計算機網路被稱為虛電路網路(virtual-circuit network),而提供無連線的計算機網路則被稱為資料報網路(datagram network)。我們首先大致瞭解一下它們的特點：
虛電路網路

虛電路網路是借鑑電信網的成功例子的，讓網路來負責可靠交付。虛電路網路要求兩個計算機進行通訊時，應當先建立連線，也就是虛電路。然後雙方就通過該虛電路傳送分組。這樣分組無需頭部節省開銷，訊號傳輸也十分可靠。通訊結束後，就釋放掉虛電路。但無疑，網路的造價相對會更加昂貴。
資料報網路

因特網的先驅者則堅定認為無連線服務是更適合因特網的網路層的。電信網的提供可靠的傳輸服務，對於電話這種無智慧，沒有處理差錯能力的裝置無疑是非常奏效的。但計算機是可以有很強的差錯處理能力的。所以因特網設計時就與電信網完全不一樣：網路層向上只提供簡單靈活的、無連線的、盡最大努力交付的資料報服務。

在資料報網路裡，分組傳送時並不需要建立連線，每一個分組都是獨立傳送的，並且網路層不提供服務質量保證。所以分組在傳送過程中，會出現出錯、丟失、重複和失序，還有交付期限。而為了保證通訊可靠，這些差錯處理則交給網路邊緣主機——終端，來進行處理。這樣網路核心相比之下就簡單許多，網路造價大大降低，並且靈活適應性強。這種設計思想稱為端到端原則(end-to-end arguments)，到現在也驗證了這種設計思路是明智的。
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