网络层的功能

1、异构网络互联

网络的互联是指将两个以上的计算机网络，通过一定的方法，用一种或多种通信处理设备（即中间设备）相互联接起来，以构成更大的网络系统。中间设备又称为中间系统或中继系统。根据中继系统所在层次，有以下四种不同的中继系统。

（1）物理层中继系统：中继器，集线器（Hub）

（2）数据链路层中继系统：网桥或交换机

（3）网络层中继系统：路由器

（4）网络层以上的中继系统：网关

网络互连通常是指用路由器进行网络互连和路由选择。路由器就是一台专用计算机用于在互联网中进行路由选择。

虚拟互联网络也就是逻辑互连网络，它的意思就是互联起来的各种物理网络的异构性本来是客观存在的，但是通过使用IP协议就可以使这些性能各异的网络在网络层上看起来好像是一个统一的网络。这种使用IP协议的虚拟互联网络可简称为IP网络。

使用虚拟互联网络的好处是：当互联网上的主机进行通信时，就好像在一个网络上的通信一样，而看不见互联的具体的网络异构细节（如具体的编址方案、路由选择协议等）。

2、路由与转发

路由器主要完成两个功能:一个是路由选择（确定哪一条路径），另一个是分组转发（当一个分组到达时所采取的动作）。前者是根据特定的路由选择协议构造出路由表，同时经常或定期的和相邻路由器交换路由信息而不断的更新和维护路由表。后者处理通过路由器的数据流，关键操作是转发表查询、转发以及相关的队列管理和任务调度等。

（1）路由选择：指按照复杂的分布式算法，根据从各相邻路由器所得到的关于整个网络拓扑的变化情况，动态的改变所选择的路由。

（2）分组转发：指路由器根据转发表将用户的IP数据报从合适的端口转发出去。

路由表是根据路由转发算法得出的，而转发表是从路由表得出的。转发表的结构应当使查找过程最优化，路由表则需要对网络拓扑变化的计算最优化。

3、拥塞控制

在通信子网中，由于出现过量的分组而引起网络性能下降的现象称为拥塞。

判断网络是否进入拥塞状态的方法是观察网络的吞吐量与网络负载的关系：如果随着网络负载的增加，网络的吞吐量明显小于正常的吞吐量，那么网络就可能进入了“轻度拥塞”状态；如果网络的吞吐量随着网络负载的增大反而下降，网络就可能进入拥塞状态；如果网络的负载继续增大，而网络的吞吐量下降到零，网络就可能进入了死锁状态。

流量控制与拥塞控制的区别：流量控制往往是指在发送端和接收端之间的点对点通信量的控制。流量控制所要做的就是抑制发送端发送数据的速率，以便使接收端来得及接收。而拥塞控制必须确保通信子网能够传送待传送的数据，是一个全局性的问题，涉及网络中所有的主机、路由器以及导致网络传输能力下降的所有因素。

拥塞控制的方法有两种：

（1）开环控制：在设计网络时事先将有关发生拥塞的因素考虑周到，力求网络在工作时不产生拥塞。它是一种静态预防方法。开环控制手段可包括确定何时可接收新流量、何时可丢弃分组以及丢弃哪些分组，确定何种调度决策等。所有这些手段的共性是：在做决定时不考虑当前网络的状态。

（2）闭环控制：事先不考虑有关发生拥塞的各种因素，采用监测网络系统去监视，及时检测到哪里发生拥塞，然后将拥塞信息传到合适的地方，以便调整网络系统的运行，并解决出现的问题。闭环控制是基于反馈环路的概念，它是一种动态的方法。

4、网络层的主要目的是：在任意结点间进行数据报可靠传输

5、在路由器进行互联的多个局域网的结构中，要求每个局域网（）

A.物理层协议可以不同，而数据链路层及其以上的高层协议必须相同

B.物理层、数据链路层协议可以不同，而数据链路层以上的高层协议必须相同

C.物理层、数据链路层、网络层协议可以不同，而网络层以上的高层协议必须相同

D.物理层、数据链路层、网络层及高层协议都可以不同

路由器是第三层设备，向传输层及以上层次隐藏下层的具体实现，所以物理层、数据链路层、网络层协议可以不同。而网络层之上的协议数据是路由器所不能处理的，因此网络层以上的高层协议必须相同。本题容易误选B。主要原因是在目前的互联网广泛使用的是TCP/IP协议族，在网络层用的多是IPv4，所以误认为网络层协议必须相同。而实际上，使用特定的路由器连接IPv4与IPv6网络，就是典型的网络层协议不同而实现互联的例子。选C

6、下列设备中，能够分隔广播域的是（）

A.集线器

B.交换机

C.路由器

D.中继器

路由器工作在网络层，不转发广播包（目的地址为255.255.255.255的IP包），因此能够分隔广播域，一直网络风暴。交换机工作在数据链路层，能够分隔冲突域，但不能分隔广播域。集线器和中继器是物理层设备，既不能分隔广播域也不能分隔冲突域。选C

7、在因特网中，IP分组的传输需要经过源主机和中间路由器到达目的主机，通常（）

A.源主机和中间路由器都知道IP分组到达目的主机需要经过的完整路径

B.源主机和中间路由器都不知道IP分组到达目的主机需要经过的完整路径

C.源主机知道IP分组到达目的主机需要经过的完整路径，而中间路由器不知道

D.源主机不知道IP分组到达目的主机需要经过的完整路径，而中间路由器知道

每个路由器都是根据它所拥有的路由表选择IP分组的下一跳地址，只有到了下一跳路由器，才能知道再下一跳应当怎样走。而源主机也只是把IP分组发给网关，所以路由器和源主机都是不知道IP分组要经过的完整路径。选B