网络核心

Posted 天“码”行空

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

       我们已经知道,通过网络链路和交换机移动数据有两种基本方法:电路交换(circuit switching)和分组交换(packet switching)。接下来,我们就对电路交换再进入深层次的探讨。

电路交换网络中的复用

       链路中的电路是通过频分复用(FDM)和时分复用(TDM)来实现的。

       FDM:链路的频谱由跨越链路的所有连接共享。在连接期间,链路为每条连接专用一个频段。在电话网络中,这个频段的宽度通常为4kHZ。该频段的宽度称为带宽。频分复用 的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源(请注意,这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率)。无线电广播通信也是采用 FDM 的例子,多个广播电台频分复用自由空间这个传输介质,每个电台占用一个频道,频道之间有一定间隔,以防干扰。我们举个例子,某大学有A,B两个校区。现要进行大学英语四六级考试,你会发现校区A和校区B是使用不同的频段。这就是频分复用。

       TDM:时间被划分为固定期间的帧,并且每个帧又被划分为固定数量的时隙。当网络跨越一条链路创建一条连接时,网络在每个帧中为该连接指明一个时隙。这些时隙专门为该连接单独使用,一个时隙在(每个帧内部)可用于传输该连接的数据。通俗地说,时分复用就是将时间划分为一段段等长的时分复用帧 ( TDM 帧)。每一个时分复用的用户在每一个 TDM 帧中占用固定序号的时隙。每一个用户所占用的时隙是 周期性地出现 (其周期就是 TDM  帧的长度)。 时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。
 

      上图显示了一个多达4条电路的特定网络链路的FDM和TDM。对于FDM,其频率被分割成4个频段,每个频段的带宽是4KHZ。对于TDM,其时域被分割为帧,在每个帧中具有4个时隙,在循环的TDM帧中每条电路被分配相同的专用时隙。对于TDM,一条电路的传输速率等于帧速率乘以一个时隙中的比特数量。

       可以更形象化地区分FDM和TDM。现在,假设有一条四车道的道路。现在有四种类型的车,公交车,小型私家车,出租车,和紧急车辆。FDM就好比把这四条车道分成1,2,3,,4车道,1车道只能行驶紧急车辆,2车道只能行驶私家车,3车道只能行驶出租车,4车道只能用于公交车。而TDM就不是把这条交通道路分为4车道,而是把它看成一个整体,但是规定不同的车辆只能在特定的时间端内行驶,如7:00-9:00私家车,9:00-11:00公交车,11:00-13:00出租车,13:00-15:00紧急车辆,15:00-17:00私家车........交管局规定,每种车只能通行2小时,然后其它车辆通行,以此类推。

电路交换的缺点

        (1)电路交换因为静默期,专用电路空闲而不够经济。

        (2)创建端到端和预留端到端的带宽是复杂的,需要复杂的信令软件以协调端到端路径的交换机的操作。

解决问题

       从主机A到主机B经过一个电路交换网络发送一个640000比特的文件需要多少时间?(假设该网络中所有链路使用具有24时隙的TDM,比特速率是1.536Mbps。同时假定在主机A能够开始传输文件之前,需要500ms创建一条端到端的电路。)

       答:每条链路具有的传输速率是1.5356Mbps/24=64kbps。因此,传输该文件需要(640kbp)/(64kbps)= 10s。故总共10.5s。  

注意:该传输时间与链路数量无关,端到端不管是通过1条链路还是100条链路,传输时间都是10s。

 

P8.假定用户共享一条3Mbps的链路。又设每个用户传输时要求150kbps,但是每个用户仅有10%的时间传输。a.当使用电路交换时,能够支持多少用户?b.对于本习题的后续小题,假定使用分组交换。求出给定用户正在传输的概率。c.假定有120个用户。求出在任何给定时刻,实际有n个用户在同时传输的概率。(提示:使用二项式分布。)d.求出有21个或更多用户同时传输的概率。

技术分享

分组交换和电路交换的对比

        分组交换的批评者说:分组交换不适合实时服务(电话和视频会议),因为它的端到端的时延是可变和不可预测的。

        分组交换的支持者笑了笑说,虽然说我有缺点,但是我的闪光点遮住了我的缺点。

        分组交换的批评者说: 你有什么值得骄傲的点呢?

        分组交换的支持者说:   我的带宽可以共享,你能吗?其次,别人选择我,成本更低。 就好比我们去餐厅重复,别人宁愿排队也不愿意提前打电话去预定。

 

 

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