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
-
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
-
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
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:
- 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
- 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。
- 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)
好像有个噩梦矩阵
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