1.3.3网络层

　　网络层是通信子网的最高层，是高层与低层协议之间的界面层。网络层用于控制通 信子网的操作，是通信子网与资源子网的接口。网络层关系到通信子网的运行控制，决 定了资源子网访问通信子网的方式。

　　1.网络层主要功能

　　设置网络层的主要目的就是为报文分组以最佳路径通过通信子网到达目的主机提 供服务，而网络用户不必关心网络的拓扑结构与使用的通信介质。网络层的主要功能 如下。

　　（1）网络连接功能：网络层实体作为数据链路层服务用户，利用各条链路上的数据 链路连接服务，来为传送实体之间建立端到端的网络连接关系。其中，涉及到数据通路 的建立、维护和拆除的过程。

　　（2）路由选择功能：路由选择是为建立数据通路服务的一种功能。也就是为在源/ 宿节点之间建立通路而提供一些控制的过程。这些控制过程由路由算法来实现。

　　（3）拥塞控制功能：拥塞控制的主要功能是对进入网络的数据流实施有效控制，使 通信子网避免发生“网络拥塞”和“死锁”现象，保持稳定运行。

　　（4）数据传输功能：在网络连接建立之后，网络层实体要为上层递交下来的数据提供传输与中继功能。根据通路的类型，传送服务数据可能在一个子网内进行，也可能要跨越互连设备进行中继转发。传输过程包括对数据的分组、排序以及进行差错和速度控制等。

　　根据网络连接类型的不同，网络层协议往往提供两种明显不同的数据传输方式：面向连接的虚电路方式和无连接的数据报传输方式，它们分别向上提供两类不同特征和服务质量的数据传输服务。

　　（5）其他功能：除了具有以上功能外，网络层还提供诸如子网接入、网络连接复用、 计费以及在网络互连环境下的协议转换等功能。

　　2.数据报与虛电路子网

　　网络层的内部构造指的是网络层内部是如何工作的。有两类构造通信子网的方法， 即面向连接和无连接的方法。从通信子网内部操作的角度看，通常称连接为虚电路 （Virtual Circuit, VC），类似于电话系统建立的物理电路。釆用面向连接方法构造的通 信子网称为虚电路通信子网。采用无连接方法构造的通信子网称为数据报通信子网。 经数据报通信子网传送的是独立选路的分组，称为数据报（datagram），与普通邮件 相似。

　　出现这两种服务方式的原因是，网络层设计者中的一个集团（以Internet委员会为 代表）认为：通信子网的工作是在网上传送比特，除此之外，别无他事。按照他们的观 点，不管怎样设计，通信子网注定是不可靠的。因此，主机必须进行差错控制和流量控 制，而不是交给网络。结论是：网络层不必再设置分组排序和流量控制等功能，提供的 服务是无连接方式。另一个集团（以电信公司为代表）认为：通信子网应该提供一种可 靠的、面向连接的服务。面向连接和无连接两种服务方式之间争论的实质，就是将复杂 的控制功能放在何处的问题。在面向连接的服务中，它们被置于网络层（通信子网，如 ATM网），在无连接的服务中，则被置于传输层（主机，如Internet）。

　　虚电路常用于其服务方式是面向连接的子网中（如ATM上的ATMAAL1X数据报 常用于其服务方式是无连接的子网中（如IP之上的UDP）。但也有另外两种应用，即无 连接方式的虚电路子网（如ATM上的IP或IP上的用户数据报协议UDP）和面向连接 方式的数据报子网（如IP之上的TCP）。