边缘通过接入网接入核心,核心为边缘提供数据交换服务。边缘需要与任意的边缘之间交换数据,这就是网络存在的理由。网络为边缘提供这种任意的数据交换的服务。

1.2 网络边缘(端系统-主机):

应用进程通信的模式

  • C/S:
    • 客户端是主动的,服务器是被动的。
    • 资源都在服务器,客户端需要请求服务器的资源。
  • P2P:
    • C/S的问题:C/S的可拓展性较差。
    • 每个peer即是客户端,又是服务器。
    • 拓展性好,但是安全性与公平性需要考虑。

如果资源都在服务器,Client在一个时间进行集中的请求,会导致服务器压力太大。如果服务器因此宕机,产生的损失会很大。所以在Client达到一定的量的时候,C/S模式的性能会断崖式的下跌。

网络边缘如何使用互联网基础设施提供的服务呢?

互联网的基础设施提供的服务分成了两种:

  • 面向连接的
  • 无连接的

    连接靠端系统维持,被称作面向连接,中间所有节点都知道,称作有链接。

名称 TCP(Transmission Control Protocol ) UDP(User Datamassage Protocol)
服务类型 Internet上面向连接的服务 Internet上无连接的服务
本层的功能 可靠数据传输(RDT) 不可靠
. 流量控制——发送方不会淹没接收方。 无流量控制
. 拥塞控制——当网络拥塞时,发送方应当降低发送速率 无拥塞控制
优点 可靠 比TCP发送快,代价小。
缺点 慢,握手(建立连接)需要时间。 不可靠,无流量控制,无拥塞控制

TCP 可靠地、按顺序地传送数据—不出错,不丢失,不重复,不失序。通过确认与要求发送方重传来保证。

UDP 适合一些事务性的应用,比如查询之类的。

1. 5 网络核心(路由器-交换机)

如何实现网络核心的最核心的作用呢?为边缘提供数据交换服务。
网络核心需要两种关键的功能—-路由与转发

  • 路由:决定了分组从源到目标的路径。(通过路由算法)
  • 转发:将分组从路由器的输入链路转移到输出链路。

网络核心的数据交换方式:

  • 电路交换
  • 分组交换

    电路交换

    端到端的资源被分配给从源端到目标端的呼叫 “call”。

  • 独享资源:不同享。

  • 每个呼叫一旦建立起来就能够保证性能。
  • 如果呼叫没有数据发送,被分配的资源就会被浪费(no sharing)。
  • 通常被传统电话网络采用。
  • 通话连接的建立需要一段时间。这段时间对应计算机通信而言有点难以接受。

电路交换不适合计算机之间的通信

  • 连接建立时间长
  • 计算机之间的通信有突发性,如果使用线路交换,则浪费的片较多
    • 即使这个呼叫没有数据传递,其所占据的片也不能够被别的呼叫使用
  • 可靠性不高?

    分组交换

    分组交换是以分组为单位存储—转发方式

  • 网络带宽资源不再分分为一个个片,传输时使用全部带宽

  • 主机之间传输的数据被分为一个个分组

资源共享,按需使用:

  • 存储—转发:分组每次移动一跳(hop)
  • 在转发之前,节点必须收到整个分组==>存储整个分组的时间
  • 延迟比线路交换要大
  • 如果线路拥塞,需要一定的排队时间

被传输到下一个链路之前, 整个分组必须到达路由器
与流水线原理类似,如果分组直传目的地(来了就走),在传输过程中,整条链路都会被占用。分解成一步一步的 有利于增大吞吐量。
存储-转发:在一个速率为R bps的链路 ,一个长度为L bits 的分组 的存储转发延时: L/R s
note: L与R 的单位!

排队延迟与丢失

排队和延迟:

  • 如果到达速率>链路的输出速率:
  • 分组将会排队,等待传输 ==>排队延时
  • 如果路由器的缓存用完了,分组将会被抛弃

1.2 网络核心,边缘,接入 - 图1
两个延迟换取的是一种链路的共享性。
分组交换:分组的存储转发一段一段从源端传到目标端,按照有无网络层的连接,分成:

  1. 数据报网络:分组的目标地址决定下一跳在不同的阶段,路由可以改变。类似:问路Internent
  2. 虚电路网络:每个分组都带标签(虚电路标识VCID),标签决定下一跳在呼叫建立时决定路径,在整个呼叫中路径保持不变。
    1. 路由器维持每个呼叫的状态信息
    2. X.25和ATM

      DIFF 电路交换 分组交换

      前提是:通信有很强的突发性!在这个前提下,分组交换比电路交换好一点。
  • 分组交换的吞吐量更大
  • 适合于对突发式数据传输
  • 资源共享
  • 简单,不必建立呼叫
  • 过度使用会造成网络拥塞:分组延时和丢失.
  • 对可靠地数据传输需要协议来约束:拥塞控制

由于通信有很强的突发性,所以排队的队列不应设置的过长。
数据报(datagram) 的工作原理(无连接的数据传输)

  • 在通信之前,无须建立起一个连接,有数据就传输
  • 每一个分组都独立路由路径不一样,可能会失序
  • 路由器根据分组的目标地址进行路由

    总结,网络分类:

    1.2 网络核心,边缘,接入 - 图2

    接入网

    DSL之类的数字调制解调器。….

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好像有个噩梦矩阵
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