网络层主要是为传输层提供服务，为了向传输层提供服务，则网络层必须要使用数据链路层提供的服务。而数据链路层的主要作用是负责解决两个直接相邻节点之间的通信，但并不负责解决数据经过通信子网中多个转接节点时的通信问题，因此，为了实现两个端系统之间的数据透明传送，让源端的数据能够以最佳路径透明地通过通信子网中的多个转接节点到达目的端，使得传输层不必关心网络的拓扑构型以及所使用的通信介质和交换技术，网络层必须具有以下功能：
（1）分组与分组交换：把从传输层接收到的数据报文封装成分组（Packet，也称为“包”）再向下传送到数据链路层。
（2）路由：通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径。
（3）网络连接复用：为分组在通信子网中节点之间的传输创建逻辑链路，在一条数据链路上复用多条网络连接（多采取时分复用技术）。
（4）差错检测与恢复：一般用分组中的头部校验和进行差错校验，使用确认和重传机制来进行差错恢复。
（5）服务选择：网络层可为传输层提供数据报和虚电路两种服务，但Internet的网络层仅为传输层提供数据报一种服务。
（7）网络管理：管理网络中的数据通信过程，将数据设法从源端经过若干个中间节点传送到目的端，为传输层提供最基本的端到端的数据传送服务。
（8）流量控制：通过流量整形技术来实现流量控制，以防止通信量过大造成通信子网的性能下降。
（9）拥塞控制：当网络的数据流量超过额定容量时，将会引发网络拥塞，致使网络的吞吐能力急剧下降。因此需要采用适当的控制措施来进行疏导。
（10）网络互连：把一个网络与另一个网络互相连接起来，在用户之间实现跨网络的通信。
（11）分片与重组：如果要发送的分组超过了协议数据单元允许的长度，则源节点的网络层就要对该分组进行分片，分片到达目的主机之后，有目的节点的网络层再重新组装成原分组。
为了将数据从源端沿着网络路径送达目的端，网络层通常为传输层提供以下两种可能的服务：
（1）无连接的数据报服务：在数据报服务中，每个分组均包含了目的端和源端的详细地址，是一个在网络上传输的独立单元，称作数据报（Datagram），每个数据报从源端独立路由到达目的端。数据报服务的优点是通信比较迅速，使用灵活方便，网络额外开销小，其缺点是可靠性低，不能防止报文的丢失、重复或失序。例如：TCP/IP网络（Internet）中采用的就是无连接的数据报服务。
（2）面向连接的虚电路服务：在虚电路服务中，源端和目的端在传输数据分组之前，首先建立一条从源端连接的源路由器到目的端连接目标路由器之间的逻辑路径作为连接，称为虚电路VC（Virtual Circuit）。在虚电路建立之后，该条虚电路上的所有节点（路由器）均会为该虚电路建立端口映射，而且源端的所有数据分组都会沿着该虚电路按照顺序到达目的端。虚电路服务的优点是能够提供服务质量的承诺，即所传送的分组不会出现出错、丢失、重复和失序的情形，同时，还能够保证分组传送的时限，其缺点是需要额外建立虚电路连接，因此网络成本高。例如：ATM（异步传输模式，Asynchronous Transfer Mode）网络中采用的就是面向连接的虚电路服务。
虚电路服务和数据报服务的比较见表4.1。
表4.1 虚电路服务和数据报服务的比较
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