计算机网络概述:基本概念,网络核心-分组交换、电路交换,端到端延迟计算

只学重点嘿嘿。

本章重点

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网络结构包括:网络边缘,接入网络,网络核心。网络核心的主要问题是如何将数据通过网络核心从源主机到达目的主机,也就是数据交换。
数据交换有3种:电路交换、报文交换、分组交换。

电路交换

过程:

  1. 建立连接(呼叫/电路建立)
  2. 通信
  3. 释放连接(拆除电路)

问题:独占资源,双方通信时整条链路都被一个通话独占了,不能被第三方共享。因为电路交换网络中连了很多设备,为了实现链路共享,有了多路复用技术。

信道复用

信道复用,就是在同一条信道上传输不同用户的信息,最后再分离开。
信道复用的类型:
FMD:在信道的不同频率下传输不同用户的信息
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TDM:在信道的不同时间段上传输不同的用户的信息。
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WDM在光纤上常用,在光纤的不同频率上传输接收波长不同的用户信息(其实就是FDM的一种)
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CDM:信道中传输的是所有用户的数据相互叠加以后的向量,用户如果要获取自己要接收的那部分信息,就需要解码(通过自己的那部分码片序列)在这里插入图片描述
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报文交换

报文交换就是发送转发时要把整个文件(信息整体)都发出去,以前的电报常用。

分组交换

分组就是报文分拆出来的一系列相对较小的数据包:
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分组交换需要报文的拆分与重组,会产生额外的开销,但是这是必要的,而且对速度影响不大。
分组交换的信道复用方式叫统计多路复用,具有随意性,哪个设备发的多就占用信道更多。
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传输延迟(时延)

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分组交换比报文交换好,因为分组交换可以在链路上多个点并行地发送数据,一边转发包一边接收包,而报文交换在链路上传输时,中间接收的设备必须等前面的设备收完整个文件以后才转发给他(串行)。

而且报文交换的时候,路由器要求的缓存比分组交换要求的大好多。分组交换有很多优点,所以现在数据交换最常用的方式就是分组交换。

端到端延迟计算

分组交换时,报文从原主机交付到目的主机所需的总时间:
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分组交换适用于突发数据传输网络,但是可能产生拥塞(congestion):分组延迟和丢失,需要协议处理可靠数据传输和拥塞控制。

例题:
在下图所示的采用“存储-转发”方式的数据报网络中,所有链路的数据传输速率为100 Mbps,分组大小为1 000 B,其中分组头大小为20 B。若主机H1向主机H2发送一个大小为980 000 B的文件,则在不考虑分组拆装时间和传播延迟的情况下,从H1发送开始到H2接收完为止,需要的时间至少是80.16 ms
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(980000 + 20*1000)*8/100000000+2*1000*8/100000000 = 80.24ms

(*8是因为存在B和b的单位转换)

基本概念

速率:即数据率(data rate)或称数据传输速率或比特率(bit rate)。速率往往是指额定速率或标称速率

带宽:网络的“带宽”通常是数字信道所能传送的“最高数据率”,单位:b/s(bps)

丢包和时延:
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4种时延:结点处理延迟(低于毫秒级)、排队延迟、传输延迟(分组长度、链路带宽有关,是发送一个分组需要多长时间)、传播延迟(物理链路长度、信号传播速度有关,是信号从这一点传播到下一点需要多长时间)

丢包率 = 丢包数/已发分组总数

吞吐量:表示在发送端与接收端之间传送数据速率(b/s)
即时吞吐量:给定时刻的速率
平均吞吐量:一段时间的平均速率

参考:https://www.icourse163.org/course/HIT-154005?tid=1460701444

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