3.3.5 网络层

3.3.5 网络层
网络层，即OSI模型的第三层，其主要功能是将网络地址翻译成对应的物理地址，并决定如何将数据从发送方路由到接收方。
注意：所谓路由就是将数据包从一个网段转发到另一个网段。

例如，一个计算机有一个网络地址10.34.99.12（若它使用的是TCP/IP协议）和一个物理地址
0060973E97F3。以教室为例，这种编址方案就好像说"Jones女士"和"具有社会保险号123-45-6789的美国公民"是一个人一样。即使在美国还有其他许多人也叫" Jones女士"，但只有一人其社会保险号是123-45-6789。在你的教室范围内，只有一个Jones女士，因此当叫"Jones女士"时，回答的人一定不会搞错。
网络层通过综合考虑发送优先权、网络拥塞程度、服务质量以及可选路由的花费来决定从一个网络中节点Ａ到另一个网络中节点Ｂ的最佳路径。由于网络层处理路由，而路由器因为即连接网络各段，并智能指导数据传送，属于网络层。在网络中，"路由"是基于编址方案、使用模式以及可达性来指引数据的发送。第６章将详细解释路由器及其功能。网络层协议还能补偿数据发送、传输以及接收的设备能力的不平衡性。为完成这一任务，网络层对数据包进行分段和重组。分段即是指当数据从一个能处理较大数据单元的网络段传送到仅能处理较小数据单元的网络段时，网络层减小数据单元的大小的过程。这个过程就如同将单词分割成若干可识别的音节，给正学习阅读的儿童使用一样。重组过程即是重构被分段的数据单元。类似地，当一个孩子理解了分开的音节时，他会将所有音节组成一个单词，也就是将部分重组成一个整体。
注意：实现位于不同网络的源节点与目的节点之间的数据包传输，它和数据链路层的作用不同，数据链路层只是负责同一个网络中的相邻两节点之间链路管理及帧的传输等问题。

网络层涉及的概念有以下几个：
1.逻辑地址寻址
烽据链路层的物理地址只是解决了在一个网各内部的寻址问题，如果一个数据包从一个网络跨越到另一个网络时，就需要使用网络层的逻辑地址。当传输层传递给网络层一个数据包时，网络层就在这个数据包的头部加入控制信息，其中就包含了源节点和目的节点逻辑地址。
2.路由功能
在网络层中如何将数据包从源节点传送到目的节点，首先，会查看路由表，选择一条合适的传输路径是至关重要的，尤其是从源节点到目的节点的通路存在多条路径时，就存在选择最佳路由的问题。路由选择就是根据一定的原则和算法在传输通路中选出一条通向目的节点的最佳路由。
路由的方式分为两种：
静态路由：从源到目的地的路径是由管理员手工指定好。这样路由如果收到一条发往静态路由指定的目的地时，路由器会直接转发不用路由器通过路由算法来计算，这样可以提高性能。
动态路由：转发数据包到达另一个网段是通过动态路由选择协议来进行计算而得出的一条通往目的地的最佳路径。动态路由选择协议有RIP(路由选择协议)、IGRP（内部网关路由协议）、EIGRP（增强型内部网关路由协议）、OSPF（开放最短路径优先协议）、BGP（边界网关协议）等等。
3.流量控制
网络层具有提供数据流量控制功能，可以控制网络中的源数据包发往目的节点的数据流量控制。
4.拥塞控制
在通信子网内，由于出现过量的数据包而引起网络性能下降的现象称为拥塞。为了避免拥塞现象出现，
要采用能防止拥塞的一系列方法对子网进行拥塞控制。拥塞控制主要解决问师是如何获取网络中发生
的拥塞的信息，从而利用这些信息进行控制，以避免由于拥塞而出现数据包的丢失以及严重拥塞而产
生网络死锁的现象。