当一个从应用层发起的数据包,一层层封装到网络层时,会接着封装上一个网络层的头部,在网络层的头部中,就包括逻辑地址等信息。
路由的方法
OSI和TCP/IP协议栈封装的网络层头部中有很多内容,其中最主要的有两个:
源地址:发起的这个数据包的那台设备的地址,源IP在传送至目的之前是不会改变的;
目的地址:我要访问的是谁?
路由过程举例如下:
1、A在武汉,写了一封信,要寄给上海的朋友B。
2、A首先把信拿到武汉的邮局去,丢到邮筒里。
3、武汉的邮递员来到邮筒把信取走,然后通过飞机或者火车或者汽车之类的交通工具把信带到上海,由上海邮局接收。
4、最后上海的邮递员将信送到了上海的朋友B手上。
路由过程解析:
这封信就相当于是一个数据包,A是数据发送者(源地址),B是数据接收者(目的地址),武汉邮局通过交通工具将信送到上海的过程相当于是路由。
在坐火车从武汉开往上海的过程中,可能有多条铁路可以走,可以经过不同的城市到上海,这就是有多条可路由的路径。
铁路局根据路线规划了一条最佳的路线,相当于是选择了其中一条最佳路径。
这条最佳路线根据不同车型有不同的选择方式,比如有选择最快的、中间停站最少的、路上火车数量最少的等等,不同的选择方案就代表不同的路由协议,每个路由协议都有自己的最佳路径算法。
这就是三层路由的原理。
OSI网络层的PDU为:Packet (数据包)
网络层功能概述

参考哈工大公开课。

网络层的核心功能路由与转发:

在网络中,我们不可能在两个端系统直接拉一根线传输数据,这个不现实。我们采用的方式是中转站,端系统à中转站à…à中转站à端系统。中转站的主要作用就是接收Segment,根据地址找到下一个中转站或者端系统,把Segment发送给下一个中转站或者端系统。抛开接收Segment这个简单过程不谈,那么中转站最核心的任务就是找到下一个接收方并发给它,即:路由和转发。在网络中,中转站就主要包括路由器和交换机,在网络层是路由器。
每个路由器会维护一张转发表,转发表转发的目的地址和对应的输出链路。当Segment经过路由器的时候,在Segment的头部有相关的地址信息,路由器会获得这些地址信息,然后根据这些自己的路由算法和转发表,得到该Segment的输出链路并将Segment沿该输出链路发出。这就是路由-转发的过程
图一:路由-转发的过程

连接的建立

网络层在Segment提供传输服务之前,需要各个主机(端系统与路由器、路由器与路由器)之间建立虚拟/逻辑链接,这和传输层的连接建立是不同的:传输层的连接是两个端系统之间的,中间是透明的;网络层连接是两个主机之间的,包括路径上所有的路由器和网络设备。
图二:网络层的连接
网络服务模型(针对传输一系列分组而言)
网络服务模型包括两种:无连接服务和连接服务。
无连接服务:
1、不事先为系列分组的传输确定传输路径;
2、每个分组独立确定路径;
3、不同的分组可能传输路径不同;
这样由于每个分组的路径不同就可能导致分组没有按序到达,典型例子是数据报网络。
连接服务:
1、首先为系列分组的传输确定从源端系统到目的端系统经过的路径建立连接。
2、沿该路径传输系列分组(系列分组路径相同,顾分组按序到达);
3、传输完成后拆除连接;
典型例子:虚电路网络。
摘自《Zigbee Wireless Network and Transceivers》 PHY–硬件层 启动和禁用射频收发器 传输和接收数据包 选择信道频率 执行能量检测 CCA 产生LQI MAC-介质访问控制层 如果是协调器可以产生信标 ...NWK-网络
摘自《Zigbee Wireless Network and Transceivers》
PHY–硬件层
启动和禁用射频收发器传输和接收数据包选择信道频率执行能量检测CCA产生LQI
MAC-介质访问控制层
如果是协调器可以产生信标使用信标同步执行CSMA-CA处理GTS在两个对等MAC实体之间(不同设备)提供可靠的链接提供PAN关联和接触关联的服务提供安全支持
NWK-网络层功能
配置一个新的设备。例如,把新的设备配置成zigbee协调器,或者尝试加入一个已经存在的网络启动新的网络加入或者离开一个网络执行网络安全路由信息帧到它们的目的地。(协调器或者路由器)发现和维护设备间的路由。发现单跳邻居,并存储它们的信息。(单跳设备不需要中继服务)分配地址给假如网络的设备。(协调器或路由器)
APL-应用层
包括
- APS应用支持子层
- ZDO设备对象
- AF应用框架
APS
保存绑定表在相互绑定设备之间传送消息管理组地址映射64位IEEE地址到16位网络短地址提供可靠数据传输
ZDO
定义网络角色(协调器,路由器或终端设备)发现网络中的设备及其应用,初始化或响应绑定请求执行安全相关任务
AF
应用对象运行的环境
一些缩写的解释
CCA 空闲信道评估
LQI 链路质量指标
CSMA-CA 避免冲突的载波侦听多路访问
GTS 确定时隙
PAN 个人局域网