导读:介绍网络边缘、网络核心、分组交换、电路交换、四种时延、五层体系结构
一、因特网的组成
- ISP (也叫因特网服务提供商)
每个ISP就是一个由多台分组交换机和多段通信链路组成的网络
- 协议定义
定义了两个或多个通信实体之间交换的报文的格式和顺序,以及报文发送/接收一条报文或其他事件所采取的动作
二、网络边缘和网络核心
1、网络边缘
通常把与因特网相连的计算机和其他设备成为端系统 ,端系统也叫主机。
- 主机被分成客户、服务器两类
- 物理媒介
- 双绞铜线
- 同轴电缆
- 光纤:比特速率高、很难窃听
- 陆地/卫星无线电轨道
2、网络核心
由分组交换机和链路组成的网状网络。
分组交换 VS 电路交换
- 分组交换是指将报文分成较小的数据块,称为分组,各个分组之间传输互不干扰
- 缺点:报文传输效率低,会出现等待现象
- 优点:
- 链路资源共享性低(每段链路都能得到充分利用)
- 可支持的并发用户数量多
- 电路交换传输之前先创建链路并预留沿该链路通信所需要的资源,传输时数据报独占链路资源
- 优点:单个报文的传输效率高(独占链路资源不会等待)
- 缺点:链路资源共享性低,支持并发用户的数量少
三、四种时延和丢包
①传输时延
- 指将分组的所有比特推向链路所需要的时间
- 路由器的存储转发(是传输时延的重要原因)
存储转发传输是指在交换机能够开始向输出链路传输该分组的第一个比特之前,必须接收到整个分组。
存储转发时延,也叫传输时延: 其中L是指该分组的比特长度,R是指链路的传输速率。
(体现了该分组第一个比特等待后面L个比特传输所需要的时间)
②传播时延
- 注意与传输时延分开,是两台路由器之间距离的函数。
③排队时延
- 在路由器等待队列中等待需要花费的时间,是实时变化的,与网络状况有关。
- 丢包
- 当等待队列缓存满的之后,再进来分组,此时会发生丢包现象。
- 解决:对于可靠传输来说(TCP)丢包重传。
- 对于不可靠传输(UDP) 不管(丢包就丢了,毕竟UDP只是个尽力而为服务)。
- 平均排队时延与流量强度的关系
- 流量强度:
其中L是分组的比特大小,a是分组到达的速率,R是链路传输速度
- 重要:在La=R的时候传输时延会无穷大?
- 当La=R时说明该链路已经达到了最大负载,由于链路还存在传输时延,实际从链路推出的比特速率要小于R,会造成“堵车”现象,故平均传输时延会越来越大。
- 流量强度:
④处理时延
- 检查该分组的头部并确定该分组发往哪个路由器所用的时间
实际吞吐量=min{R1,R2,……},就是一条网络通道中的瓶颈吞吐量。
四、协议分层
- 应用层
- 数据单位:报文
- 主要协议:HTTP/SMTP/DNS/DHCP
- 运输层
- 数据单位:报文段
- 主要协议:TCP/UDP
- 网络层
- 数据单位:分组
- 主要协议:NAT/ARP
- 链路层
- 数据单位:帧
- 物理层
数据从上到下需要加头部,因为每一层的协议不同,对应识别的头部也应当不同。