网络层详解：自治系统、路由选择与协议

"本资源主要讲述了网络层中的关键概念，包括自治系统、内部网关协议（IGP）和外部网关协议（EGP），以及网络层的主要任务和相关协议。重点讨论了自治系统在网络中的角色，如小型自治系统（Stub AS）、分区自治系统（Multihomed AS）和跨越式自治系统（Transit AS）。此外，还提到了网络层的路由选择、网络互连和服务类型，包括无连接服务和面向连接服务的实现。" 在计算机网络中，网络层扮演着至关重要的角色，它负责路由选择和网络互连，为上层的运输层提供服务。网络层的设计涵盖了存储转发的数据包交换机制，其中路由器和交换机是关键设备。它们通过通信子网进行数据传输，并管理资源子网。 内部网关协议（IGP）如RIP（路由信息协议）和OSPF（开放最短路径优先）用于同一自治系统内的路由选择。自治系统（AS）是互联网的基本组成单元，它们通过外部网关协议（EGP）如BGP-4（边界网关协议第四版）进行互连。自治系统有三种类型：小型自治系统，通常适用于中小型企事业单位；分区自治系统，常见于大型企业，但不跨越多个网络；而跨越式自治系统，如网络服务提供商（NBP），则负责在多个网络之间传输数据。 网络层提供的服务分为两种主要类型：无连接服务和面向连接服务。无连接服务，如IP网，不需预先建立连接，每个IP数据报独立发送，但可能会出现丢失、错误、重复或失序的情况，且不保证传输时限。相反，面向连接的服务如X.25和ATM，则在数据传输前需建立虚电路，确保网络资源的预留，从而提供更可靠的通信。 在无连接服务的实现中，数据报子网允许数据包沿着不同的路径传输，路由器会根据当前的路由表进行动态更新。而在面向连接的服务中，虚拟电路的建立确保了通信的可靠性，但需要更多的网络资源和预先的规划。 网络层协议环境强调服务应独立于通信子网的技术，并且运输层应能透明地跨越多种网络拓扑结构。网络层提供的统一编号方式使得数据能够在不同的局域网（LAN）和广域网（WAN）间顺畅传输。 总结来说，网络层是互联网运作的核心，通过内部和外部网关协议协调自治系统的路由，同时提供无连接和面向连接的服务，以满足各种网络通信需求。理解这些基本概念对于深入学习计算机网络和优化网络性能至关重要。