网络层服务-打包、路由和转发

网络层是计算机网络的OSI模型中的第三层。它的主要功能是将网络数据包从源传输到目的地。它涉及源主机和目的主机。在源端，它接受来自传输层的数据包，将其封装在数据报中，然后将数据包传递到数据链路层，以便进一步将其发送到接收方。在目的地，数据报被解封装，并且数据包被提取并传递到相应的传输层。

网络层的特点

1. 网络层的主要职责是将数据包从源传送到目的地，而不改变或使用它们。
2. 如果分组对于传递来说太大，则它们被分段，即，被分解成更小的包。
3. 它在网络中可用的多条路由中决定数据包从源到目的地所采用的路由（也称为路由）。
4. 源地址和目的地地址被添加到网络层内部的数据分组。

网络层提供的服务

网络层协议提供的服务如下： 

1. 分组化
2. 路由
3. 转发

1.分组化

在源处将从网络的上层接收的数据（也称为有效载荷）封装在网络层分组中并且在目的地处从网络层分组解封装有效载荷的过程被称为分组化。

源主机将包含源和目的地地址以及网络层协议所需的一些其他相关信息的报头添加到从上层协议接收的有效载荷，并将分组递送到数据链路层。

目的地主机从其数据链路层接收网络层分组，解封装分组，并且将有效载荷递送到对应的上层协议。不允许路径中的路由器更改源地址或目的地址。不允许路径中的路由器对它们接收到的数据包进行解封，除非需要对它们进行分段。

分组化

2.路由

路由是将数据从一个设备移动到另一个设备的过程。这是网络层提供的另外两种服务。在网络中，从源到目的地有许多可用的路由。网络层规定了一些策略，找出最佳的可能路由。此过程称为路由。此过程中使用了许多路由协议，应运行这些协议以帮助路由器相互协调，并帮助在整个网络中建立通信。

路由

3.转发

转发被简单地定义为当数据包到达其接口之一时由每个路由器应用的操作。当路由器从其连接的网络之一接收到数据包时，它需要将数据包转发到另一个连接的网络（单播路由）或一些连接的网络（在多播路由的情况下）。路由器在网络上用于将分组从本地网络转发到远程网络。因此，路由过程涉及从入口接口向外到出口接口的数据包转发。

转发

路由和转发的区别

网络层期望提供的其他服务

1. 差错控制
2. 流量控制
3. 拥塞控制

1.差错控制

虽然它可以在网络层中实现，但它通常不是优选的，因为网络层中的数据分组可能在每个路由器处被分段，这使得网络层中的错误检查效率低下。

2.流量控制

它可以调节源发送的数据量，而不会使接收器过载。如果源产生数据的速率比接收机能够消耗的速率快得多，则接收机将被数据过载。为了控制数据流，接收方应该向发送方发送反馈，通知发送方数据过载。& nbsp;你好
在网络层的设计中缺乏流量控制。它不直接提供任何流量控制。数据报由发送方在准备就绪时发送，而不考虑接收方是否准备就绪。

3.拥塞控制

当源发送的数据报数量超过网络或路由器的容量时，就会发生拥塞。这是网络层协议中的另一个问题。如果拥塞持续，有时可能出现系统崩溃并且没有数据报被递送的情况。虽然拥塞控制间接地在网络层实现，但是网络层仍然缺乏拥塞控制。

网络层服务的优势

• 网络层的分组化服务提供了数据包的传输的便利性。
• 分组化还消除了数据通信系统中的单点故障。
• 网络层中的路由器通过创建冲突和广播域来减少网络流量。
• 在转发的帮助下，数据包可以从网络中的一个地方传输到另一个地方。

网络层服务的缺点

• 在网络层的设计中缺乏流量控制。
• 拥塞有时是由于网络中存在太多的数据报，超出了网络或路由器的容量。因此，一些路由器可能会丢弃一些数据报，一些重要的信息可能会丢失。
• 虽然在网络层中存在间接差错控制，但是由于存在分段数据分组，因此缺少适当的差错控制机制，差错控制变得难以实现。