知识点回顾

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了知识点回顾相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

1.网络核心

  1. 网络核心:由路由器和链路组成的网状网络
  2. 任务:将数据包从发送侧的边缘路由器传送到接收侧的边缘路由器
  3. 通信网络中移动数据的两种基本方式:
    • 电路交换(独占信道):电话网使用
    • 分组交换(复用信道):计算机网络使用

1.1分组交换

  1. 分组交换的过程
    • 主机将要传输的数据分段,并组装成一系列分组
    • 交换:在传输路径上,交换设备从一条链路上接收分组,将其发送到另一条链路上
    • 存储转发:交换设备在接收到完整的分组后,才开始转发
      1.存储转发引入序列化延迟
      • 将一个分组全部推送给到一条链路上,耗时L/R秒
      • 将一个分组从源发送到目的,总耗时=2L/R(不考虑信号传播时间)
      • 3个分组从源终端发送到目的终端,总耗时=4L/R
      • P个分组经过N条链路的总耗时为:(P+N-1)L/R
      • 当P远大于N时,存储转发不会引入过多的延迟
      1. 存储转发引入排队延迟和丢包
        • 排队延迟:分组在输出链路的缓存中排队,引入延迟
        • 丢包:若输出链路的缓存满,溢出的分组被丢弃
        • 当大量分组集中到达时,排队延迟和丢包较严重

1.2电路交换

  1. 电路交换: 通话前完成两部电话机之间的电路接续,通话结束后释放整条电路。本质是预留资源和独占资源
  2. 概念区分:链路和电路
    • 链路(link):物理媒体,也称信道(channel)、可以通过某种方式划分成若干条独立的子信道
    • 电路(circuit):物理媒体中的一条子信道
  3. 多路复用
    • 频分复用FDM
    • 时分复用TDM

1.3采用电路交换的文件传输时间

1. 采用电路交换从主机A主机B传输一个640 000bits的文件需要多久?
  • 链路带宽为1.536 Mbps
  • 时分复用TDM为 24 slots/sec
  • 500毫秒建立端到端电路

数据传输速率: 1.536 M b p s / 24 = 64 k b p s 1.536Mbps/24 = 64kbps 1.536Mbps/24=64kbps
传输数据的时间: 640 k b i t s / 64 k b p s = 10 s 640kbits/64kbps = 10s 640kbits/64kbps=10s
总时间: 500 m s + 10 s = 10.5 s 500ms+10s = 10.5s 500ms+10s=10.5s
2. 为什么采用分组交换
同样的链路容量,分组交换允许支持更多用户!

1.4分组延迟

  1. 延迟: 分组从源终端到达目的终端的时间

  2. 分组在交换网络中要经历四种延迟:处理延迟,排队延迟,传输延迟,传播延迟

    • 排队延迟的变化范围最大。
    • 当分组到达交换设备时,若输出链路的缓冲队列满,发生丢包。
  3. 分组延迟的来源

    • 节点处理延迟 d p r o c d_proc dproc: 几个微秒或更低
    • 排队延迟 d q u e u e d_queue dqueue: 变化范围很大, 取决于链路负载
    • 传输延迟 d t r a n s d_trans dtrans = L/R , 注意区分 L 的单位是字节还是比特: 微秒 ~ 毫秒, 主要取决于链路传输速率 R
    • 传播延迟 d p r o p d_prop dprop = d/s : 几微秒 ~ 几百毫秒, 主要取决于链路长度
      注意区分传输延迟和传播延迟
    • 节点的总延迟 d n o d e = d p r o c + d q u e u e + d t r a n s + d p r o p d_node = d_proc + d_queue + d_trans + d_prop dnode=dproc+dqueue+dtrans+dprop
  4. 丢包率: 未成功交付到目的终端的分组比例

  5. 吞吐量: 单位时间内向接收端成功交付的数据量;端到端的吞吐量与瓶颈链路的带宽, 以及链路上的负载有关

1.5分组交换和电路交换的区别

  1. 分组交换统计复用和电路交换中的同步时分复用(TDM),都是让用户轮流使用链路,它们之间的区别是:

    • 统计复用(分组交换):信道使用模式不固定、用户使用链路的模式不固定
    • TDM(电路交换):信道使用模式固定、用户使用链路的模式固定
  2. 分组交换的优点:资源利用率高,简单(不需要建立连接)

  3. 分组交换的缺点:可能产生延迟、丢包,需要设计相应的协议解决

  4. 有些应用需要类似电路交换的传输特性,如何提供:音视频应用需要带宽保证,该问题尚未解决

  5. 为什么因特网采用分组交换:

    • 分组交换适合突发流量
    • 传统因特网应用(如电子邮件、文件传输)具有突发通信的特点

小结

  1. 端系统
    • 调用因特网服务接口,实现分布式应用
    • 因特网中的通信过程对其不可见
  2. 接入网
    • 因特网到用户的“最后一公里”,将各类终端接入因特网
    • 关注物理媒体、信号传输技术
  3. 网络核心
    • 任务是高效、准确地投递分组到目的地
    • 关注选路、转发、拥塞控制等

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