コンピュータサイエンス全体の範囲で、通信網レイヤーは、複雑なネットワークの相互作用について知るのに役立ちます。多くのネットワーク層が公開されていますが、よく知られているモデルの1つは、7層のOSIアプローチです。 OSI（Open System Interconnection）モデルは、標準プロトコルを介したデータ転送の明確な全体像を示しています。しかし、これらの7つのレイヤーは正確に何を実行しますか？このネットワーキングフレームワークでは、下位層（1〜4）は主にデータ送信に対応し、上位層（5〜7）はアプリケーションレベルのデータに対応します。各レイヤーは対応するタスクを委託され、情報を次のレイヤーに渡します。この記事では、ネットワーク層、機能、問題の概念について説明します。プロトコル、およびサービス。

ネットワーク層とは何ですか？

ネットワーク層は管理の責任を負いますサブネットパフォーマンス。この層は、データ送信、ルーティングおよびスイッチングテクノロジー、パケット転送およびシーケンス、エラー処理、論理ルートの作成への対応、および輻輳制御の操作を制御することに重点を置いています。

ネットワーク層の種類

OSIネットワーキングモデルの7つのレイヤーすべてのコラボレーションパフォーマンスにより、OSIネットワーキングモデルは、すべてのアプリケーションで最も広く実装されているアプローチとなっています。

OSIアプローチ

以下のセッションでは、各レイヤーの機能について説明します。

1）。アプリケーション層

これは、すべての人間とコンピューターの相互作用を維持し、アプリケーションがネットワークアクティビティにアクセスできる場所を維持します。これは、アプリケーション層が電子メール、ネットワークソフトウェア、ファイル送信などのアクティビティにサービスを提供することを意味します。 OSIモデルでは、この層には、IPを介したプロセス間通信に使用される通信プロトコルとインターフェースアプローチがあります。この層は、通信を標準化し、以下のトランスポート層に基づいて、情報交換を管理し、ホストからデータへのデータ転送ルートを確立します。

2）。プレゼンテーション層

ここで情報は使用可能な形式で維持され、ここでデータの機能が発生します暗号化。プレゼンテーション層は、アプリケーション層が受け入れるモデル内の情報を送信するように動作します。まれに、このレイヤーは構文レイヤーと呼ばれます。この層は、一方のシステムのアプリケーション層によって配信されたデータが、もう一方のシステムのアプリケーション層によって解読可能であることを確認します。

3）。セッション層

接続の機能に取り組み、さまざまなセッションとポートを管理する責任があります。セッション層は、アプリケーションとエクスチェンジ間の会話、ディスカッションを調整し、最終的に機能するように機能します。

4）。トランスポート層

この層は、UDPとTCPで構成されるプロトコルを介したデータ送信のアクティビティを実行します。ホストとエンドシステム間で情報を転送します。エンドツーエンドのエラー回復とフロー調整を管理します。トランスポート層は、フロー管理、多重化、コネクション型通信などのサービスを提供し、一貫性を管理します。この層は、ホストコンピューターを介した正確なアプリケーションプロセスへの情報配信の責任を負います。また、データのセグメンテーション、トランスポート層ヘッダーへの送信元ポートIDと宛先ポートIDの追加に伴う統計多重化も備えています。

5）。ネットワーク層

情報を送信する必要のある物理パスのアドレスを決定します。この層は、データ送信、ルーティングおよびスイッチングテクノロジー、パケット転送およびシーケンス、エラー処理、論理ルートの作成への対応、および輻輳制御の操作を制御することに重点を置いています。

6）。データリンク層

この層は、データパケットの暗号化と復号化の操作に機能します。伝送プロトコルに関する情報を提供し、物理層、フロー調整、およびフレーム同期で発生するエラーを制御します。この層は、データパケットフレーミング、フレーム同期、物理アドレス指定、ストアアンドフォワードスイッチングなどのサービスを提供します。

7）。物理層

物理的な媒体を介して生の種類の情報を送信します。物理層は、伝送媒体に機械的、手続き的、および電気的なインターフェースを提供します。放送周波数、電気コネクタの特性、およびその他の低レベルの要因についても説明します。

ネットワーク層の機能

ネットワーク層が実行する上記の用語を明確にしましょう。

アドレッシング –フレームヘッダーで送信元アドレスと宛先アドレスの両方を維持します。ネットワーク層は、アドレス指定を実行して、ネットワーク上の特定のデバイスを見つけます。
パケット化 –ネットワーク層は、上位層から受信したパケットの変換に機能します。この機能は、インターネットプロトコル（IP）によって実現されます。
ルーティング –主要な機能と見なされているため、ネットワーク層は、送信元ポイントから宛先へのデータ送信に最適なパスを選択します。
インターネットワーキング –インターネットワーキングは、複数のデバイス間で論理接続を提供するように機能します。

ネットワーク層の設計の問題

ネットワーク層には特定の設計上の問題があり、それらは次のように説明できます。

1）。ストアアンドフォワードパケット交換

ここで最も重要な要素は、通信事業者の機器（伝送ラインを介したルーター間の接続）と顧客の機器です。

ストアアンドフォワードパケット交換

H1はキャリアルーター「A」に直接接続され、H2はLAN接続でキャリアルーター「F」に接続されます。
キャリアルーター「F」の1つは、キャリアの下にないため、キャリアの機器の外側を指しますが、プロトコル、ソフトウェア、および構造と見なされます。
このスイッチングネットワークは、パケットを含むホスト（H1）がデータを近くのルーターに転送するときにデータの送信が行われるときに機能します。 LAN （または）キャリアへのポイントツーポイント接続。キャリアは、パケットが完全に到着するまでパケットを保存し、チェックサムを確認します。
その後、H2に到達するまで、パケットはパスを介して送信されます。

2）。トランスポート層に提供されるサービス

ネットワーク/トランスポート層インターフェースを介して、ネットワーク層はそのサービスをトランスポート層に提供します。ネットワーク層が提供するサービスの種類についての質問に出くわすかもしれません。

したがって、同じクエリで移動し、提供されるサービスを見つけます。

ネットワーク層によって提供されるサービスは、いくつかの目的を考慮して概説されています。それらは：

サービスの提供はルーターテクノロジーに依存してはなりません
トランスポート層は、使用可能なルーターのタイプ、数、およびトポロジーから保護する必要があります。
トランスポート層をアドレス指定するネットワークは、LANおよびWAN接続でも一貫した番号付けシナリオに従う必要があります。

注意： 次は、コネクション型またはコネクションレス型のシナリオです。

ここでは、提供されるサービスに基づいて2つのグループ化が可能です。

コネクションレス –ここでは、サブネットへのパケットのルーティングと挿入は個別に実行されます。追加のセットアップは必要ありません

コネクション型 –サブネットは信頼できるサービスを提供する必要があり、すべてのパケットは単一のルートで送信されます。

3）。コネクションレス型サービスの実装

このシナリオでは、パケットはデータグラムと呼ばれ、対応するサブネットはデータグラムサブネットと呼ばれます。データグラムサブネットでのルーティングは次のとおりです。

データグラムサブネット

真理値表

送信する必要のあるメッセージサイズがパケットのサイズの4倍である場合、ネットワーク層は4つのパケットに分割され、いくつかのプロトコルを介して各パケットをルーター「A」に送信します。各ルーターには、宛先ポイントを決定するルーティングテーブルが用意されています。
上の図では、宛先が「F」の場合でも、「A」からのパケットをBまたはCに送信する必要があることは明らかです。「A」のルーティングテーブルは、上記で明確に概説されています。

パケット4の場合、「A」からのパケットは「B」にルーティングされますが、宛先ノードでさえ「F」です。パケット「A」は、最初の3つのパスとは異なるパスを介してパケット4を送信することを選択します。これは、パスACEに沿ったトラフィックの輻輳が原因で発生する可能性があります。だから、

4）。コネクション型サービスの実装

ここで、コネクション型サービスの機能は仮想サブネット上で機能します。仮想サブネットは、パケット送信ごとに新しいパスを回避する操作を実行します。これに代わるものとして、接続が形成されると、送信元ノードから宛先ノードへのルートが選択され、テーブルに保持されます。このルートは、渋滞時にアクションを実行します。

接続が解放されると、仮想サブネットも削除されます。このサービスでは、すべてのパケットに、仮想回線の正確なアドレスを示す独自の識別子が含まれています。次の図は、ルーティングアルゴリズム仮想サブネット内。

コネクション型サービスの実装

ネットワーク層ルーティングプロトコル

ネットワークルーティングプロトコルには多くの種類があります。すべてのプロトコルを以下に説明します。

“どのようにDCをACに変換しますか ”

1）。ルーティング情報プロトコル

このプロトコルは、主にLANおよびWANネットワークで実装されます。ここでは、距離ベクトルアルゴリズムの利用の内部の内部ゲートウェイプロトコルとして分類されます。

2）。 Interior Gateway Routing Protocol

このプロトコルは、独立したシステムの内部の情報のルーティングに使用されます。このプロトコルの背後にある主な目的は、複雑なネットワークにおけるRIPの制限をなくすことです。一貫性、帯域幅、遅延負荷とともに、すべてのパスのさまざまなメトリックを管理します。最大ホップは255で、ルーティング更新は90秒の速度で送信されます。

3）。最短パスを最初に開く

これは、主にインターネットプロトコルで使用されるアクティブルーティングプロトコルと見なされます。特に、これはリンクステートルーティングプロトコルであり、InteriorGatewayプロトコルの分類に移行します。

4）。エクステリアゲートウェイプロトコル

インターネットアクティビティ用に選択された最適なルーティングプロトコルは、外部ゲートウェイプロトコルです。パスおよびディスタンスベクタープロトコルと比較すると、シナリオが異なります。このプロトコルは、ツリーのようなトポロジーに従います。

5）。強化されたInteriorGateway Routing Protocol

これは、帯域幅と処理能力の使用に加えて、トポロジの変更後に発生するルーティングの不安定性を低減する最適化の改善におけるディスタンスベクタールーティングプロトコルです。一般に、最適化は、ループのないプロセスを保証し、迅速なジャンクションの範囲を提供するSRIのDUAL作業に依存しています。

6）。ボーダーゲートウェイプロトコル

このプロトコルは、AS間のネットワークアプローチ機能を管理するインターネットプロトコルネットワークのテーブルの保守を担当します。これは、パスベクトルプロトコルの形式で明確に表現されます。ここでは、一般的なIGPメトリックは実装されていませんが、パスとネットワークルールに応じて決定されます。

7）。中間システムから中間システムへ

これは主に、データグラムの送信に最適な方法を決定するネットワークデバイスで採用されており、このシナリオIDはルーティングと呼ばれます。

ネットワーク層サービス

ネットワーク層は、エンドデバイスがネットワーク全体で情報を交換できるようにするサービスを提供します。これを達成するために、4つのプロセスを利用します。

エンドデバイスのアドレス指定
カプセル化
ルーティング
カプセル化解除

すべてのルーティングプロトコル、タイプ、サービス、およびその他のフレームワークを備えたネットワーク層は、OSIモデルの優れたサポートとして機能します。ネットワーク層の機能は、すべてのルーターに含まれています。ネットワーク層に関連する最も一般的なプロトコルは次のとおりです。インターネットプロトコルおよびNetwareIPX / SPX。ネットワーク層は多くの組織によって実装されているので、ネットワーク層が関連付けられているアプローチについてより深い洞察を学びますか？