标签：02 链路 交换 带宽 计算机网络 报文交换 分组 Internet 电路
1 计算机网络的结构
1.1 网路边缘
1.2 接入网络
1.3 网络核心
2 Internet的结构
2.1 简介
2.2 IXP
3 数据交换
4 电路交换
4.1 简介
4.2 电路交换之中的共享问题的解决
4.3 码分多路复用CDM
5 报文交换
5.1 什么是报文
6 分组交换
6.1 什么是分组
6.2 它是共享链路的
6.3 存储转发
7 报文转发和分组转发比较
7.1 传输延迟的概念
7.2 报文交换和分组交换
8 分组交换和电路交换比较
8.1 例子
8.2 电路交换
8.3 分组交换
9 计算机网络的性能
9.1 速率
9.2 带宽
9.3 延迟/时延
9.4 时延带宽积
1 计算机网络的结构
1.1 网路边缘
主机、应用(软件、网站)
1.2 接入网络
1.3 网络核心
转发设备，路由器、交换机。关键功能就是路由+转发达到数据交换。
2 Internet的结构
2.1 简介
大体结构：一级ISP，下面连接二级ISP、三级ISP.....,再下面连接区域ISP，区域ISP连接接入网络
2.2 IXP
互联网交换处理器。互联网交换中心（Internet Exchange Point）是不同电信运营商之间为连通各自网络而建立的集中交换平台，互联网交换中心在国外简称IX或IXP，一般由第三方中立运营，是互联网的重要基础设施
3 数据交换
网络核心进行数据交换是怎么进行的呢？
4 电路交换
4.1 简介
比较典型的电路交换就是打电话
它是不能被第三方共享的。
比如使用电话拨号，对方接起，那么就建立起了一个电路，在这个起点，这个电路不会有第三方进来，直到挂断，释放连接，电路拆除。
现在有一个带宽为1Mbps的链路，有一个接入网络连接了路由器，有N个用户在使用。
假如每个用户活动时需要100kbs， 电路交换首先需要建立电路，且电路在拆除前它占用的带宽是不能共享的。也就是说同一时间，最多只能够被10位用户使用。
4.2 电路交换之中的共享问题的解决
如下图，当很多电话同时在通信的时候，会建立多条电路，多条电路中，有共同用到的一段线路，也就是中继线，中继线依靠多路复用CDM来实现共享
4.3 码分多路复用CDM
1）它们使用相同频率的载波
2）为每个用户分配一个唯一的m bit码片序列，其中0用-1表示，1用+1表示如(-1-1-1+1+1+1-1 )
3）利用各自的码片序列编码数据 编码信号=原始数据*码片序列
4）为了保证各自的编码信号不相互影响，各自的码片序号需要相互正交
5）解析信号
多个用户同一时刻发送的数据通过码片序列编码后，做一个叠加，得到一个叠加向量P
接收方收到信号P，如想获取用户A的数据，就用A的码片序列解码，可能有3中结果，解析到1，解析到-1，这两种都是解析到了数据，若解析为0，表示在这一刻，该用户没有发送数据。
6）示意图
用户1和用户2在同时发送数据，经过编码叠加得到P，P通过信号通道到达接受端，接受端获取P，此时，如果想获取用户1的数据，就是要用户1的码片序列对P进行解码，就可以得到用户1发送的数据，如果要获取用户2的数据，就是要用户2的码片序列对P进行解码，可以得到用户2的数据。美妙的数学。
5 报文交换
5.1 什么是报文
报文就是一份数据整体，它是把一个数据整体发送。
它是共享链路的，且是时间上的分配共享
6 分组交换
6.1 什么是分组
就是把报文拆分开来，分成多个小的数据包，还会在每个小的数据包加上头部，里面添加了一些信息。
分组交换就存在了拆分和重组的过程，那么相当于报文交换，就产生了额外的开销，但是这是十分值得的。
6.2 它是共享链路的
它最大的特点是按需共享链路,且是时间上的分配共享，当A需要的时候，带宽被A占用，当B需要的时候，带宽被B占用
6.3 存储转发
报文交换和分组交换都是采用存储-转发的模式。都是从源发送到中间节点(如路由器)，在路由器暂存，然后根据路由转发。
那么数据太大的话，报文交换局限性不就很大？
7 报文转发和分组转发比较
7.1 传输延迟的概念
一份数据是长度L，传输速率为R，那么传输延迟就是L/R
7.2 报文交换和分组交换
7.2.1 报文交换
报文长度为M bits，链路带宽为R bits，那么传输延迟为M/R
7.2.2 分组交换
报文被拆分为多个分组
每个分组的长度为L
每个分组的传输延迟为L/R(忽略添加的头部信息)
7.2.3 例子(只比较传输，忽略分组转发的分组和重组的消耗)
M=7.5M，链路带宽是1.5M，分组分成了5000分，每个分组的长度为1500 bits
1) 报文交换需要的时间和空间
如上图，从源主机传输到目的主机，中间有两个节点，报文交换需要15s
而且，报文交换的中间节点的存储至少得有7.5M才可以
2）分组交换
如上图，从源主机传输到目的主机，中间有两个节点，报文交换需要5.002s。为什么会少这么多呢，因为分组，在传输的过程中是并行传输的。
而且，报文交换的中间节点的存储至少需要有1500bits才可以
3)分组交换耗时小结
跳步数：从原主机到目标主机经过的过程数，h=n+1
那么分组交换传输一份报文需要的时间T=M/R+(h-1)L/R=M/R + nL/R
报文交换也是现在网络数据交换的手段
8 分组交换和电路交换比较
8.1 例子
现在有一个带宽为2Mbps的链路，有一个接入网络连接了路由器，有N个用户在使用。
假如每个用户活动时需要100kbs，平均活动时间为10%
8.2 电路交换
电路交换首先需要建立电路，且电路在拆除前它占用的带宽是不能共享的。也就是说，同一时间，它最多只能有10个用户同时使用。
8.3 分组交换
分组交换的共享是时间上的共享，同一时刻只有一位用户占用了链路，所以分组交换是时间上的分配。只要把时间分配好，就没什么问题。如现在有35个用户在使用，大于10个用户同时使用的概率<0.0004
分组交换优点:
资源使用率更高
简单，无须呼叫建立
分组交换缺点：
可能产生拥塞，需要协议来保证可靠数据传输
9 计算机网络的性能
9.1 速率
速率也叫数据率、数据传输率、比特率，它是指单位时间(s)传输信息量(bit)
9.2 带宽
在通信领域，带宽值得是信号具有的频带宽度，即最高频率和最低频率之差，单位是赫兹
在计算机领域，带宽是指数字信道所能传输的"最高数据率"
9.3 延迟/时延
1）分组交换为什么会发生丢包
中间节点(如路由器)，它的存储空间是有限的，当分组的数据包到达中间节点的速率大于它的转发速率，最后导致它存储的数据包占满了它的空间，无法继续接收下一个数据包，而却又数据包发送过来，很多中间节点的做法是丢弃新来的数据包，也就是丢包
2）四种分组延迟
节点处理延迟
节点处理延迟：数据包到达中间节点，中间节点对数据包进行差错检查，确定输出链路。当然，这个消耗的时间是极少的
排队延迟
中间节点正在传输其它数据包，所以它需要等待输出链路可用
传输延迟
传输数据包的需要时间 L/R(数据包的长度/带宽)
传播延迟
从传出点到达目的地的传输需要时间。
以寄快递来对比这四个延迟
1）我把快递送到快递点
2）快递点工作人员检查物品，核对我的身份证，确定我的寄出的地点和接收人，这个过程好比节点处理延迟
3）工作人员把快递包好了，放好
4）分发快递的工作人员正在处理前面的快递，所以我的快递只能等待前面的快递分发完成，这个过程好比排队延迟
5）前面的快递分发完成了，轮到我的快递分发了，把快递分发出库，放到运输车上的过程好比传输延迟
6）运输车将快递运输到目的地，这个过程好比传播延迟
9.4 时延带宽积
时延带宽积 = 传播时延 * 带宽
传播时延单位s，带宽单位bits，所以时延带宽积的单位就是bit。
所以时延带宽积可以理解为以比特为单位的链路长度(链路容纳的bit数)，好比水管能容纳的水的量
9.5 丢包率
丢包率 = 丢包书/已分发分组数
9.6 吞吐量/率
表示在发送端与接收端之间传输数据的速率
即时吞吐量：某个时刻的速率
平均吞吐量：一段时间内的平均速率
如图，发送端到接受端，发送端一段链路的速率是Rs,接受端的一段链路速率为Rc，那么吞吐量取决于小的速率。
再看这个图，发送端带宽Rc，接收端带宽Rs，中间节点带宽R/10，那么吞吐量取决于最小的额那个。而实际情况中，通常是取决于Rc或者Rs。
标签：02,链路,交换,带宽,计算机网络,报文交换,分组,Internet,电路 来源： https://www.cnblogs.com/jthr/p/15868019.html
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