计算机网络自顶向下方法之一一一第一章 之二

1.3.2 Circuit Switching

有两种基本方法在网络的链路和交换机中传递数据： circuit switching（电路交换）和packet switching（分组交换） ，前边小节已经讲了packet switched networks ，这节我们将学习circuit-switched networks 。

电路交换 ： 整个报文的比特流连续地从源点直达终点 ，好像在一个管道中传送
分组交换 ： 单个分组（这只是整个报文的一部分）传送到相邻节点 ，存储下来后查找转发表 ， 转发到下一个结点 。

一个类比 ，想象两个餐厅 ，一个需要预约 ，而另一个不需要， 对于这个需要预约的餐厅来说 ，我们得有电话预约的麻烦 ，但是原则上讲 ，当我们到了的时候可以立刻入座并点餐 ，对于这个不需要预约的餐厅来讲 ，我们不用烦恼预约的问题 ，但是当我们到了那里的时候 ，我们可能得等待有空座的时候才能入座 。

传统电话网络就是电路交换的例子 ，当我们想用电话网络传送消息的时候 ，在发送方可以发送之前 ，这个网络必须要在发送方和接收方之间建立一个连接 ，在电话界术语中 ，这个连接叫做circuit ， 当建立连接之后 ，网络还会在这个通话期间在网络链路中为这个通话保留一个固定的传输速率 ，因为网络会为这个连接保留固定的传输速率 ，所以发送方可以以所保障的固定速率来进行传输 。

上图就是一个电路交换网络 ，四个circuit 交换机相互连接 ，他们之间各有四条连线 ，这每条连线中有四个circuit ，所以每条连线可以同时支持4个对话 （由此 ，每个会话的传输速率是总的这条link速率的四分之一），hosts都直接连在交换机上 ，当两个主机想要通信 ，网络会生成一个专用的端对端连接 。

Multiplexing in Circuit-Switched Networks
link中的circuit会有时分复用（TDM）或者频分复用 (FDM) ,
FDM中 ，link中的频率范围可以被分成link中的circuit的数量 。link会为每一个会话在通话期间分配专用的频带， 总的连接宽度叫做带宽 。

对于TDM， 时间被分成定长的很多frames ，然后每一个frame会被分成固定数量的time slots ，当网络要生成一个连接时 ，网络会从每个frame中取一个time slot ，这些time slots只给这个连接使用

对于时分复用 ，传输速率等于frame rate乘每个slot中的比特数 。
For example, if the link transmits 8,000 frames per second and each slot consists of 8 bits, then the transmission rate of a circuit is 64 kbps.

我们来做个数学题 ，想想看电路交换时分复用法发送一个640,000 bits的文件从A到B需要多长时间 ，假设每条link的frame都有24 slots ，每条link传输速率为1,536 Mbps 。再假设生成一个端对端连接需要500 ms ，由上可知 ，每个circuit传输速率为 1536 Mbps /24 kbps = 64 kbps ,则总的传输时间为640000 bits/64 kbps = 10s , 加上开始时500ms ，总的时间就是10.5s ，重点说明传输时间是独立于link的数量的 ，不管要经过一条还是一百条link ，时间都会是10s ，（然而实际情况会有propagation delay，即传输延迟 ）

Packet Switching Versus Circuit Switching

1.3.3 A Network of Networks

网络把许多计算机连接在一起 ，而因特网把许多网络连接在一起 。

Network Structure 4 ： To build a network that more closely resembles today’s Internet, we must add points of presence (PoPs), multi-homing, peering, and Internet exchange points (IXPs) to the hierarchical Network Structure 3.

Network Structure 5 builds on top of Network Structure 4 by adding content provider networks

By creating its own network, a content provider not only
reduces its payments to upper-tier ISPs, but also has greater control of how its services are ultimately delivered to end users.

1.4 Delay ， Loss ， and Throughput in Packet-Switched Networks

我们都希望互联网服务能够如我们所想，无拘无束的传送大量数据 ，并且不会丢失 ，但是这在现实中是不可能的 ，而且 ，互联网必须要控制吞吐量（也就是每秒能够传输的数据总量 ），会产生延迟 ，而且也会丢失数据 。

1.4.1 Overview of Delay in Packet-Switched Networks

数据包从发送到被接收在链路中的结点处都会经历好几种类型的延迟 ，其中最重要的延迟包括 ：nodal processing delay ， q