网络核心
- 最主要的功能:
数据交换的功能
转发,路由
主要分为线路交换,分组交换
线路交换
可以认为所有的电话通信都是线路交换
线路交换,比如打电话,需要先建立连接(主机要经过哪些链路哪些交换机)
两个数据交换节点之间有一个很宽的链路把我连在一起,采用什么方式把它们分成一个个pices
网络资源(如带宽)被分成片
将带宽分成片的方式:
- 频分(Frequency-division multiplexing) FDM
按照有效通讯频率范围,按照频分多路复用的方式可以划分为若干个小片(这个过程是在通讯之前,也就是建立连接的时候,找到空闲的一片)
- 时分(Time-division multiplexing) TDM
按照划分时间片的方式,把节点到节点的通讯能力划分为若干个小片
- 波分(Wave-division multiplexing) WDM
采用光通讯的方式来完成两个节点的通讯,按照波段,分为若干个波段
以上这些划分方法都能够把节点节点之间比较大的通讯带宽分解成若干个小的带宽
例题
因为每条链路使用时隙数为24的TDM(时分),那么建立连接后的实际传输速率就是 1.536Mbps*1000/24 = 64Kbps
文件大小为640Kbps,那么链路的传输时间为640Kbps/64Kbps=10s ,需要注意的是这里的传输并不是物理的传输,而是链路从你主机中将640Kpbs大小的文件提取到链路上的速度,而每提取出1bt,它就会以光速往B主机传输(这里才是物理传输)
所以这里的 10s,仅仅只是链路刚好把A主机的640Kpbs的文件全部弄到了链路上,还要算上最后这一段文件的物理运输时间
电路交换不适合计算机之间的通信
- 连接建立时间长
有时通信仅仅只需要1ms就可以完成,但是却要建立连接花费500ms
- 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
分情况,看怎样去建立连接
如果是按照每次数据发送的时候再去建立连接, 那么你浏览网页,每点一下,本来一秒不到就可以完成响应,结果因为建立连接导致更久;
如果是你登录了该网站,就建立连接,那么你需要浏览,(很多其他因素导致浪费片资源,建立连接时,其他人无法使用这些片路)
- 可靠性不高?
因为建立了连接,因此线路连接的交换机需要维护若干个主机,节点的picse的映射关系,如果有10w级的连接量,一旦这个交换机宕机,10w的通讯就断开了
分组交换
与电路交换的不同点:
1.两个节点间的通讯不再划分带宽,一整个带宽要用全用
2.把要通讯的内容,分成一个个的packet(包)
3.通讯过程中,遇到一个个节点,都是该节点,先将该包存储,再转发的方式将文件从源主机传输到目标主机
分组交换与电路交换的优缺点:
- 优点
节点具有共享性 - 缺点
排队延迟和丢失(丢包)
A、B主机的包,以非常快的速度传输到了节点,该节点把这些包都下载下来,并且极端情况下,如果它们都是要往C主机的方向传输,那么就只能排队,如果分组的队列用完了(即缓存用完了),最后来的包就会被丢弃
例题
原理基本同上,15s+物理传播速度
网络核心的关键功能
路由(全局):决定分组采用的源到目标的路径
分组来了存储下来后要从相应的端口转发出去, 要从哪个端口转发出去。
就需要查询路由表,路由表由路由器路由软件路由模块算出来的(全局的)
转发(局部):将分组从路由器的输入链路转移到输出链路
网络分类
分组交换网络: 存储-转发
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路由器从哪个端口转发这个分组
- 在不同阶段,路由可以改变(无序性)
- 类似: 问路
- Internent
- 虚拟电路网络:
- 每个分组都带标签(虚电路标识VCID),标签决定路由器从哪个端口转发这个分组
- 在呼叫建立时决定路径,在整个呼叫中路径保持不变(有序)
- 路由器维持每个呼叫的状态信息
- X.25和 ATM