| 概念 | 是什么？ |
|---|---|
| 以太網 | 有線聯網的標準 |
| LAN | 小范圍網絡（家里/公司） |
| WAN | 大范圍網絡（跨城市） |
| Internet | 全球公共互聯網 ?? |
| internet | 任意互聯的網絡 ?? |
| 子網 | 將一個LAN通過路由器的硬件隔離分為多個LAN(廣播域) |
| VLAN | 將一個LAN通過交換機的軟件方法分為多個VLAN(廣播域) |
以太網和Wi-Fi建LAN → 多個LAN連成WAN → 全世界的WAN+LAN組成Internet。
子網和VLAN是LAN/WAN內部的“分房間”方法。
1.網絡層的功能
網絡層提供主機到主機的通信服務，主要任務是將分組從源主機經過多個網絡和多段鏈路傳輸到目的主機。
OSI體系的網絡層提供的是面向連接的虛電路服務（分組交換的子類型）【計算機網絡】1體系結構-CSDN博客，認為應由網絡自身來保證通信的可靠性。
TCP/IP體系的網絡層提供的是無連接的數據報服務（分組交換的子類型）【計算機網絡】1體系結構-CSDN博客，認為應由用戶主機來保證通信的可靠性。
在互聯網采用的TCP/IP體系結構中，網絡層向上只提供簡單靈活的、無連接的、盡最大努力交付的（不可靠的）數據報服務。
1.1.異構網絡互連
互聯網是由全球范圍內數以百萬計的異構網絡（物理層、數據鏈路層、網絡層協議可以不同，但是網絡層以上的高層協議必須相同）互連起來的。
網絡互連是指
將兩個以上的計算機網絡（當使用物理層的中繼系統（轉發器、集線器）或數據鏈路層的中繼系統（網橋、交換機）時，只是把一個網絡擴大了，而從網絡層的角度看，它仍然是同一個網絡，一般并不稱為網絡互連）
通過一定的方法，用一些網絡層的中繼系統（路由器）相互連接起來，以構成更大的網絡系統。
網絡互連是指用路由器進行網絡連接和路由選擇。
參與互連的計算機網絡都使用相同的IP，通過IP就可使這些性能各異的網絡在網絡層上看起來像是一個統一的網絡，互連后的網絡可稱為虛擬互連網絡，簡稱IP網絡。
1.2.路由選擇(路由表)和分組轉發(轉發表)
路由協議：解決 “如何收集和分享網絡信息” 的問題（規則）。相當于城市交通部門定期發布的 “路況廣播”（哪里修路、哪里擁堵）。
路由選擇算法：解決 “如何用這些信息算出最佳路線” 的問題（計算方法）。相當于司機根據路況廣播，決定 “走高速還是走市區”“繞開擁堵路段” 的思考過程。
路由選擇：根據路由協議(RIP路由協議,OSPF路由協議,BGP路由協議)和路由選擇算法構造路由表同時經常或定期地與相鄰路由器交換信息，獲取網絡最新拓撲，動態更新維護路由表，以決定分組到達目的地節點的最優路徑。
在互聯網中，一個路由器的路由表通常包含目的網絡和到達該目的網絡路徑上的下一個路由器的IP地址。所以，源主機（主機僅知道到達本地網絡的路徑）、中間路由器、目的主機（主機僅知道到達本地網絡的路徑）都不知道IP分組到達目的主機需要經過的完整路徑。
分組轉發：當一個分組到達時，路由器根據轉發表將分組從合適的端口轉發出去。
路由器轉發分組的根據是報文的IP地址。
路由協議，路由選擇算法??路由表（需要最優化網絡拓撲變化的計算）??轉發表（精簡版路由表）（結構應使查找過程最優化）
1.3.擁塞控制
擁塞原因：網絡上出現過量分組，超負荷，引起網絡性能下降
擁塞現象：網絡上的分組數增加，但吞吐量反而降低
擁塞類比：節假日路上的車輛增多到一定程度時，收費站的吞吐量反而降低
擁塞控制方法——開環控制(靜態的方法)：在部署網絡時，就提前設計好預防擁塞的方法。一旦網絡系統開始運行，就不再修改。
擁塞控制方法——閉環控制(動態的方法)：動態監視網絡狀態，及時發現哪里發生擁塞，并將擁塞信息傳遞給相關路由器(如通過ICMP)，相關路由器及時調整“路由表”。
與流量控制的區別：流量控制往往是指在發送方和接收方之間的點對點通信量的控制。流量控制所要做的是抑制發送方發送數據的速率，以便使接收方來得及接收。
| 擁塞控制開環控制 | 相當于在道路網中的有經驗的老司機根據經驗規劃路線 |
| 擁塞控制閉環控制 | 相當于在道路網中的高德地圖根據實時路況和算法規劃路線 |
| 流量控制 | 相當于在一條線路中通過減少進入車流使收費站來得及接收這么多車 |
1.4.SDN
軟件定義網絡(Software Defined Network,SDN)是近年流行的一種創新網絡架構（不是新型物理網絡結構），它將網絡層抽象地劃分為集中式的控制平面和分布式的數據平面，兩個平面相互分離，控制平面利用控制-數據接口（Openflow協議）對數據平面上的路由器進行集中式控制，方便軟件來控制網絡。
| 傳統網絡 | 軟件定義網絡 | |
|---|---|---|
| 控制平面 (路由選擇功能) | 路由器路由表 | 邏輯上的遠程控制器掌握各主機和整個網絡的狀態，為每個分組計算出最佳路由。（SDN中，路由器之間不再交換路由信息） 邏輯上的遠程控制器通過Openflow協議將流表下發給路由器。 Openflow協議是控制平面和數據平面之間的接口。 在SDN中取代傳統路由器中轉發表的是流表。 SDN遠程控制器和OpenFlow交換機是相互獨立的網絡設備。 |
| 數據平面 (分組轉發功能) | 路由器轉發表 | 路由器轉發表 收到分組、查找轉發表、轉發分組 |
| 北向接口 | SDN 控制器與上層應用（如網絡管理系統、安全應用）之間的接口(編程接口) 北向接口提供了一系列豐富的API，開發者可以在此基礎上設計自己的應用，而不必關心底層的硬件細節。 |
|---|---|
| 南向接口 (控制-數據接口) | SDN 控制器與底層轉發設備（如交換機、路由器）建立雙向會話的接口稱為南向接口。 通過不同的南向接口協議（如Openflow）,SDN控制器就可兼容不同的硬件設備，同時可在設備中實現上層應用的邏輯。 |
| 東西向接口 | SDN控制器集群內部控制器之間的通信接口稱為東西向接口，用于增強整個控制平面的可靠性和可拓展性。 |
2.路由算法??
1??路由選擇協議的核心是路由算法。
2??路由表是通過路由算法得到的。
3??路由算法配置的路由表要使路由器轉發分組時能找到一條從源路由器到目的路由器的“最佳路徑”。
4??兩種算法都可以隨時更改，區別是一個是手工的，一個是自動的。
2.1.靜態路由算法
| 別名 | 非自適應算法 |
|---|---|
| 配置方式 | 由網絡管理員手工配置每條路由。 |
| 特點 | 簡單、開銷小，但無法及時適應網絡狀態（流量、拓撲）變化。 |
| 適用場景 | 簡單小型網絡。 |
2.2.動態路由算法
| 別名 | 自適應算法 |
|---|---|
| 配置方式 | 根據網絡流量負載、拓撲結構動態調整路由表。 |
| 特點 | 能適配網絡變化，但實現復雜、開銷大。 |
| 適用場景 | 復雜大型網絡 |
| 算法 | 典型協議 |
|---|---|
| “距離 - 向量”路由算法 | RIP路由信息協議 |
| Bellman - Ford 是一種 距離向量（Distance - Vector）算法。 Bellman - Ford 的核心邏輯是：對于每個節點（路由器），通過不斷 “聽鄰居說” + “自己算”，迭代更新到所有目標的最短距離。 | |
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