学习目标:
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网络核心
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电路交换
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分组交换
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电路交换与分组交换的区别
前言
上一篇文章学习了网络边缘,知道了主机和应用进程(端系统)是怎么接入网络核心中的,端系统的两种模式:
客户端/服务器模式
,
对等模式
。端系统中利用两种面向网络实施的服务:
TCP
和
UDP
。
一、网络核心
概念:
路由器的网状网络
基本问题:数据是怎样通过网络进行传输的?
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电路交换
:为每一呼叫预留一个专有电路,如电话网
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分组交换
:1)将要传送的数据进行一个一个单位分组 2)将分组从一个路由器传送到与之相邻的路由器,一段段从源端传到目标端 3)每段:采用最大传输能力,称为带宽。
关键核心:
路由
和
转发
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路由:决定分组采用的源到目标的路径,路由算法是最短路径算法
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转发:将分组从路由器的输入链路转移到输出链路
二、电路交换
2.1 概念
端到端的资源
被分配给从源端到目标端的呼叫“call”。
这句话的意思是:对于两个端到端的系统直接使用物理链路进行连接,如果说,当这两个端系统进行连接的时候,这条链路被占用,其他的端系统将不能再使用这条链路,即使这两个端系统在连接中,但没有进行通信,但链路被占用,被分配的资源被浪费。
电路交换在建立连接的时候会
消耗一定的时间
,因为要建立连接。
因此,总结一下:
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电路交换独享资源,不共用,当每一个呼叫一旦建立起来,就能够
保证性能
;
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如果呼叫
没有数据发送
,被分配的
资源将会被浪费
;
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电路交换通常被传统电话网络采用;
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为呼叫预留端-端资源,要求建立呼叫连接。
2.2 电路交换中网络分片
在上图中,我们可以看见每两个节点之间的
一条链路被分为多片
,采用什么方式进行分片呢?我们可以采用
频分,时分,波分
……等方式
频分,时分,波分,码分的理解
前提知识:
多路复用:
在同一传输线或同一通路,传送多路信号;
基本方法:
使多路信号进行相互分离,方式是:频分,时分,波分,码分
2.3 电路交换为什么不适合计算机之间的通信
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建立连接的
时间长
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计算机之间的通信具有很长的
突发性
,如果使用电路交换,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
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可靠性不高
?
三、分组交换
3.1 概念
以分组为单位存储-转发方式,资源共享,按需使用
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网络带宽资源不再分为一个个片,传输是使用全部带宽
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主机之间传输的数据被分为一个个分组
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存储-转发:分组每次移动一跳,再转发之前,节点必须收到整个分组;延迟比线路交换要大;排队时间。
3.2 存储-转发
被传输到下一个链路之前,整个分组必须到达路由器:
存储-转发
。
3.3 排队延迟和丢失
如果到达速率
大于
链路的输出速率:
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分组将会进行排队,等待传输;
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如果路由器的缓存用完了,分组将会被抛弃。
3.4 统计多路复用
3.5 分组交换网络的分类
3.5.1 数据报网络:
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分组的
目标地址决定下一跳
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再不同的阶段,
路由可以改变
3.5.2 虚电路网络:
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每个分组都带
标签(虚电路标识)
,标签决定下一跳
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再呼叫建立时决定路径,再整个呼叫中路径保持不变
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路由器维持每一个呼叫的状态信息
3.5.3 数据报的工作原理
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在通信之前,
无须建立一个连接
,有数据就可以进行传输
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每一个分组都
独立路由
(路径不一样,可能会失序)
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路由器
根据分组的目标地址进行路由
3.5.4 虚电路的工作原理
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在通信之前,
需要建立其一个连接
,都有一个
虚电路标识
,根据虚电路标识进行下一步的跳转。
四、电路交换 VS 分组交换
4.1 证明在同样的网络资源,分组交换允许更多的人使用网络
这里借鉴中科大郑烇老师的课件(本菜鸡还不会概率论)
4.2 突发数据的胜利者是谁?
那肯定是
分组交换
,原因如下:
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分组交换适合于对突发数据传输,资源共享;简单,不必建立呼叫;相反,电路交换需要进行先建立呼叫,再传输数据;
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缺点是
过度使用会造成网络拥塞
:分组延时和丢失。对于可靠数据传输需要协议来约束:拥塞控制;