网络层解析：拥塞控制策略与路由选择

"拥塞控制策略-2011年计算机网络考研辅导讲座（7、网络层--上）" 网络层是计算机网络中的核心层次，主要负责数据包在不同网络之间的传输。本讲座聚焦于网络层的两个关键策略：开环控制方法和闭环控制方法，这两种方法都是针对网络拥塞控制的重要手段。 首先，开环控制方法是一种预防性的策略。其目标是在设计阶段就尽可能避免拥塞的发生，通过精心规划网络架构，限制数据流入的速度和总量，防止数据过于集中，以减少重传和提高网络效率。这需要在各个网络环节，如路由器、交换机等设备的设计和配置中，充分考虑拥塞的可能性，并采取相应的预防措施。 其次，闭环控制方法则是一种反应性的策略。这种方法依赖于对网络状态的实时监控，通过收集网络性能参数，如丢包率、延迟等，当检测到这些参数超出预设阈值时，立即通知相关节点采取行动，如调整发送速率、采用其他路径等，以控制和缓解已经发生的拥塞。这种方法强调在网络出现问题时能够快速响应和调整，以保持网络的稳定运行。 在讲解网络层功能时，提到了网络互连的关键设备，包括中继器、集线器、网桥、交换机和路由器。其中，路由器是网络层的核心，负责数据包的路由选择和转发。路由器的工作分为转发和路由选择两个部分，转发是指根据转发表将数据报发送到正确的端口，而路由选择则是通过分布式算法，根据网络拓扑变化动态调整最佳路径。转发表是路由选择算法的产物，两者在实际操作中紧密关联。 此外，网络层还需要处理异构网络的互连问题，使用IP协议实现逻辑上的统一，使得不同网络间的通信如同在一个网络内部进行。虚拟互连网络的概念允许我们忽视底层网络的异构性，简化了通信过程。 最后，拥塞控制是网络层的重要任务之一。当网络负载过大，导致处理能力下降，就可能出现拥塞。这可能由多种原因引起，如节点资源不足、CPU处理能力限制或网络带宽过低。拥塞控制的目的是通过规范主机和路由器的行为，避免和减轻拥塞，保证网络的正常运行。拥塞控制与流量控制不同，后者主要是对一对一通信中发送速率的控制，以防止接收方无法处理过多的数据。 网络层的拥塞控制策略和功能对于构建高效、稳定的互联网至关重要，无论是预防性的开环控制还是反应性的闭环控制，都在维护网络健康运行中发挥着关键作用。