网络层功能：
转发: 将分组从路由器的输入接口转发到合适的输出接口
路由: 使用路由算法来决定分组从发送主机到目标接收主机的路径
路由选择算法
路由选择协议
旅行的类比：
转发: 通过单个路口的过程
路由: 从源到目的的路由路径规划过程
网络服务模型
Q: 从发送方主机到接收方主机传输数据报的“通道”，网络提供什么样的服务模型？
对于单个数据报的服务:
可靠传送
延迟保证，如：少于40ms的延迟
对于数据报流的服务:
保序数据报传送
保证流的最小带宽
分组之间的延迟差
连接建立
在某些网络架构中是第三个重要的功能
ATM, frame relay, X.25
在分组传输之前，在两个主机之间，在通过一些路由器所构成的路径上建立一个网络层连接
涉及到路由器
网络层和传输层连接服务区别:
网络层: 在2个主机之间，涉及到路径上的一些路由器
传输层: 在2个进程之间，很可能只体现在端系统上(TCP连接)
子网
IP 地址分类
子网掩码(subnet mask)
如何获得一个IP地址
Q: 主机如何获得一个IP地址?
系统管理员将地址配置在一个文件中
Wintel: control-panel->network->configuration->tcp/ip->properties
UNIX: /etc/rc.config
DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol: 从服务器中动态获得一个IP地址
“plug-and-play”
DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol
目标: 允许主机在加入网络的时候，动态地从服务器那里获得IP地址：
可以更新对主机在用IP地址的租用期-租期快到了
重新启动时，允许重新使用以前用过的IP地址
支持移动用户加入到该网络（短期在网）
DHCP工作概况:
主机广播“DHCP discover” 报文[可选]
DHCP 服务器用 “DHCP offer”提供报文响应[可选]
主机请求IP地址：发送 “DHCP request” 报文
DHCP服务器发送地址：“DHCP ack” 报文
实现: NAT 路由器必须:
外出数据包：替换源地址和端口号为NAT IP地址和新的端口号，目标IP和端口不变
…远端的C/S将会用NAP IP地址，新端口号作为目标地址
记住每个转换替换对（在NAT转换表中） … 源IP，端口 vs NAP IP ，新端口
进入数据包：替换目标IP地址和端口号，采用存储在NAT表中的mapping表项，用（源IP，端口）
IPv6：动机
SDN的主要思路
网络设备数据平面和控制平面分离
数据平面-分组交换机
将路由器、交换机和目前大多数网络设备的功能进一步抽 象成：按照流表（由控制平面设置的控制逻辑）进行PDU
（帧、分组）的动作（包括转发、丢弃、拷贝、泛洪、阻塞）
统一化设备功能：SDN交换机（分组交换机），执行控制逻辑
控制平面-控制器+网络应用
分离、集中
计算和下发控制逻辑：流表
SDN控制平面和数据平面分离的优势
水平集成控制平面的开放实现（而非私有实现），创造出好的产业生态，促进发展
分组交换机、控制器和各种控制逻辑网络应用app可由不同厂商生产，专业化，引入竞争形成良好生态
集中式控制器了解网络状况，编程简单，传统方式困难
避免路由器的误配置
基于流表的匹配+行动的工作方式允许“可编程的”分组交换机
实现流量工程等高级特性
在此框架下实现各种新型（未来）的网络设备