网络层服务详解：无连接的数据报服务与虚电路

"该资源主要介绍了网络层的功能和两种服务模式，包括面向连接的虚电路服务和无连接的数据报服务。此外，还涉及到IP协议、子网划分、CIDR、ARP协议、路由选择协议以及路由器的工作原理。" 网络层是互联网协议栈中的核心层次，负责在不同网络之间传递数据包，其主要任务包括路由选择、网络互连、拥塞控制以及为上层协议提供服务。网络层提供了两种服务模型，分别是面向连接的虚电路服务和无连接的数据报服务。 1. 面向连接的服务（虚电路服务） 这种服务模式在通信前需要先建立连接，确保双方通信所需的所有网络资源。每个分组会被分配一个标识符，并附带虚电路编号。当通信结束后，连接被释放，虚电路也随之消失。在虚电路服务中，分组沿着预先建立的路径传输，确保数据的有序和无差错到达。例如，H1与H2之间的通信可以建立1#连接，而H3要与H2通信则需建立新的2#连接。这种服务适合需要稳定、可靠传输的场合。 2. 面向无连接的服务（数据报服务） 数据报服务则更为简单灵活，不需要预先建立连接，每个分组独立发送，不进行编号，这意味着网络层不保证分组的顺序、无差错或无重复地到达。例如，路由器A、B、C、D、E和F的路由表展示了数据报在网络中的寻径过程。这种服务虽然不可靠，但具有较高的效率，适用于对实时性要求较高或对数据丢失容忍度较大的应用场景。 在IP协议方面，网络层使用IP协议进行数据传输，IP地址用于标识网络上的设备。子网划分和CIDR（无类别域间路由）是管理IP地址空间的方法，用于更有效地利用和分配IP地址。地址解析协议（ARP）则是用于获取物理地址（MAC地址）的协议，通过IP地址查找对应的硬件地址。 路由选择协议在互联网中起着关键作用，它们决定了数据包应如何通过网络从源到目的地。这些协议可以根据不同的策略选择最佳路径，例如距离矢量路由协议和链路状态路由协议。 路由器作为网络层的关键设备，其工作原理包括接收来自不同网络的数据包，根据路由表决定下一个转发节点，并可能进行数据包的处理和转发。路由器的路由表会根据网络状况动态更新，以优化数据包的传输路径。 网络层是网络通信的基础，它的各种服务和协议共同确保了数据的高效、可靠传输。理解这些概念对于深入理解互联网的工作原理至关重要。