网络层：最长前缀匹配与IP路由详解

本文档主要讨论了计算机网络中的一个重要概念——最长前缀匹配（Longest Prefix Matching, LPM）在路由选择过程中的应用，以谢希仁编著的《计算机网络》第五版课程配套课件为例。章节内容涉及网络层在 OSI 参考模型中的位置，它是第三层，介于传输层和数据链路层之间，负责将数据包从源主机经过适当路径传输到目标主机，通过路由选择来实现端到端的数据透明传输。 在实际网络操作中，以一个具体的场景为例，如接收目的地址为 206.0.71.128 的数据包，通过路由表中的项目匹配。在这个例子中，网络层首先查找路由表中具有最长匹配前缀的项目，比如206.0.68.0/22，然后通过比较目的地址的掩码（M），确定是否需要进一步处理。由于206.0.71.128的前缀与206.0.68.0/22的前缀不同，但可以通过将D的第三字节转换为二进制并与路由表项的掩码进行逐位比较，判断是否属于同一子网。 文档还提到网络层提供的两种服务争议，即面向连接（Connection-oriented）和无连接（Connectionless）服务。网络层的任务是解决路由选择、流量控制和网际互连等问题，确保数据分组能够跨过多个网络节点到达目的地。在电信网中，通常倾向于让网络层负责可靠交付，通过建立虚电路（Virtual Circuit）来保证数据分组的有序到达，即使在网络内部使用可靠传输协议，也能确保数据的准确性。 此外，文档还简要介绍了网络层在OSI模型中的功能划分，如网络层关心通信子网的控制，不直接处理数据的物理传输，而是关注数据包如何在不同的子网之间流动。它提供两种服务模式，一种是无连接的IP协议，适合对延迟敏感的应用；另一种是面向连接的服务，通过虚电路机制实现数据传输的可靠性和顺序性。 本资源详细探讨了网络层的原理、工作方式以及在网络架构中的关键作用，特别是最长前缀匹配和虚电路服务的概念，这对于理解和设计网络路由策略具有重要意义。