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互联网的组成
- 边缘部分:主机 -> 通信+资源共享
- 主机又称为 端系统(end system)
- 核心部分:网络+路由器(Router) -> 连通性+交换
通信方式
客户/服务器方式
Client/Server(C/S)
客户主动向服务器发出请求,服务器被动处理并提供服务
C 需 S 地址,反之不用
对等方式
Peer to Peer(P2P)
实质就是将主机当成 S 的 C/S 方式
核心部分
交换技术包括电路交换,分组交换,报文交换等,互联网核心部分采用分组交换,路由器是实现 分组交换(packet switching)的关键
电路交换
每台主机连接到同一个交换机,由后者通过转接动态分配线路资源
- 建立连接->通话->释放连接
- 特点
- 通话的两个用户始终占用端到端的通信资源
- 快准狠,但是占用路线资源大,需预分配宽带
分组交换
采用存储转发技术,在发送端,先把较长的报文(message)划分成更小的等长数据段,每个数据段前面添加首部就构成了分组 (packet),后者就是一个数据传输单元
分组又称为“包”,而分组的首部也可称为“包头”
发送端依次将 packet 发送到接收端,后者去掉首部还原为原 massage
- 特点
- 每个 packet 传输是独立的,路线选择自由灵活
- router 负责转发 packet,需创建并维护 转发表
- router 收到 packet后先检查首部的目标地址,再查找转发表找到合适接口转发出去
- 注意查表时,router 需短暂存储 packet,会导致 排队延迟
转发表存的是什么????
报文交换
报文就是没有切割报文的“不分组交换”,又臭又长
上图的A和D是 end system,B和C是 router
计算机网络分类
类别 | 作用范围或距离 |
---|---|
广域网 WAN (Wide Area Network) | 通常为几十到几千公里。有时也称为远程网(long haul network)。是互联网的核心部分。 |
城域网 MAN (Metropolitan Area Network) | 作用范围一般是一个城市 |
局域网 LAN (Local Area Network) | |
个人区域网 PAN (Personal Area Network) | 范围很小,大约在 10 米左右。有时也称为无线个人区域网WPAN (Wireless PAN)。 |
计算机网络性能
速率,带宽,吞吐量,时延,时延带宽积,往返时间,利用率
1、速率
最重要的指标
指的是数据的传送速率,也称为 数据率 (data rate) 或 比特率 (bit rate)
单位:bit/s,或 kbit/s、Mbit/s、 Gbit/s 等
K M G T P E Z Y B
速率基为 \(10\),带宽基为 \(2\)
????不太确定
2、带宽
bandwidth,分为 频域 和 时域,指示路线承受上限
频域
某个信号具有的频带宽度,即 某信道允许通过的信号频带范围称为该信道的 带宽(或通频带)
单位为 赫
时域
网络中某通道传送数据的能力,即 单位时间内网络中的某信道所能通过的“最高数据率”
单位就是数据率的单位
两者本质相同,一条通信链路的“带宽”越宽,其所能传输的“最高数据率”也越高。
3、吞吐量
throughput,单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的 实际数据量
4、时延
delay / latency,也叫 延迟 / 迟延,总时延由四部分组成
- 发送时延 Transmission Delay
- 从主机或 router 发送数据帧的第一个比特算起,到该帧的最后一个比特发送完毕所需时间
- 即 数据帧长度 / 发送速率,速率与发送端的性能相关
有地方也叫传输时延,不要记这鬼玩意儿
- 传播时延 Propagation Delay
- 电磁波在信道中传播花的时间
- 即 信道长度 / 传播速率
- 处理时延 Processing Delay
- end system 或 router 收到 packet 后处理花的时间,如分析首部、查找路由等
- 排队时延 Queuing Delay
- 与 router 相关,排队堵车的时间
所以想提高网速不是换条线啥的就行的,这类似水桶定理
5、时延带宽积
时延带宽积 = 传播时延 x 带宽
链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度
管道中的比特数表示从发送端发出但尚未到达接收端的比特数。 只有在代表链路的管道都充满比特时,链路才得到了充分利用
6、往返时间
RTT (Round-Trip Time)
从发送方发送完数据,到发送方收到来自接收方的确认总共经历的时间
7、利用率
信道利用率
某信道有百分之几的时间是被利用的(即有数据通过)
完全空闲的信道的利用率是零
网络利用率
全网络的信道利用率的加权平均值
时延与网络利用率的关系
- 当某信道的利用率增大时,时延会迅速增加