网络核心—- 分组交换
以分组为单位存储—转发方式
- **网络带宽资源不再分分为一个 个片，传输时使用全部带宽 **
- **主机之间传输的数据被分为一 个个分组 **
资源共享， 按需使用：
- 存储-转发：分组每次移 动一跳（ hop ）
在转发之前，节点必须收到 整个分组
延迟比线路交换要大
排队时间
分组交换： 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 **
- ** 在一个速率为R bps的链路 ，一个长度为L bits 的分组 的存储转发延时：L/R s **
比如： L= 7.5 mbits ;; R =1.5 mbits 那么3次存储转发的延时为15s
分组交换： 排队延迟 和丢失
1.**排队和延迟： **
如果到达速率>链路的输出速率:
分组将会排队，等待传输
如果路由器的缓存用完了，分组将会被抛弃
分组交换： 统计多路复用
网络核心的关键功能
1.路由： （全局）
决定分组采用的源到目标的路径
2.转发： （局部）
将分组从路由器的输入链路转移到输出链路
分组交换VS电路交换
1.** 同样的网络资源，分组交换允许更多用户使用网络！ **
对比：
2.**分组交换是“突发数据的胜利者” **
- 1.**适合于对突发式数据传输 **
资源共享
简单，不必建立呼叫** **
- **过度使用会造成网络拥塞：分组延时和丢失 **
对可靠地数据传输需要协议来约束：拥塞控制
- **Q: 怎样提供类似电路交换的服务？ **
保证音频/视频应用需要的带宽
一个仍未解决的问题(chapter 7)
分组交换网络： 存储- 转发
分组交换: 分组的存储转发一段一段从源端传到目标端，按照有无网络层的连接，分成：
1.数据报网络：
- 分组的目标地址决定下一跳
- 在不同的阶段，路由可以改变
- 类似：问路
- Internent
2.虚电路网络：
- 每个分组都带标签（虚电路标识 VC ID），标签决定下一跳
- 在呼叫建立时决定路径，在整个呼叫中路径保持不变
- **路由器维持每个呼叫的状态信息 **
- X.25 和ATM
数据报（datagram）的工作原理
1.在通信之前,无须建立起一个连接,有数据就传输
2.每一个分组都独立路由(路径不一样,可能会失序)
3.路由器根据分组的目标地址进行路由
虚电路（virtual circuit）的工作原理
存储- 转发
接入网、物理媒体
如何将边缘接入核心就是接入网需要做的事情
以及我们需要知道接入网的物理媒介就是媒体
如何将端系统和边缘路由器连接？
- 住宅接入网络
- 单位接入网络
- 无线接入网络
那么接入网络的带宽又是多少呢？ 这个网络是共享的还是专用的 ？
两个接入的指标： 就是带宽以及共享/专用
住宅接入 ： modem
1.**将上网数据调制加载音频信号上， 在电话线上传输，在局端将其中的 数据解调出来；反之亦然 **
- 调频
- 调幅
- 调相位
- 综合调制
2.拨号调制解调器 (相当于是电话线)
- 56Kbps 的速率直接接入路由器 (通常更低)
- 不能同时上网和打电话：不能 总是在线
接入网： digital subscriber line （DSL）方式
** 通过采用现存的到交换局DSLAM的电话线 **
** 然后将数据传输到互联网上， 将语音传输到电话网上。**
- < 2.5 Mbps上行传输速率(typically < 1 Mbps)
- < 24 Mbps下行传输速率(typically < 10 Mbps)
住宅接入： 电缆模式
越往上越是光纤 ， 越往下越是同轴电缆（HFC）
接入网: 线缆网络 （单位接入）
有线电视信号线缆双向改造
**FDM: **在不同频段传输不同信道的数据， 数字电视和上网数据（上下行）
对于有些有线的、比较普及的线路（电线等）， 其实是可以通过电线进行网络传输
** HFC: hybrid fiber coax （混合光纤同轴电缆）**
- ** 带宽划分是非对称的:** 最高30Mbps的下行传输速率, 2 Mbps 上行传输 速率
线缆和光纤网络将个家庭用户接入到 ISP 路由器 ** **
** 各用户共享到线缆头端的接入网络 **
- **与DSL不同, DSL每个用户一个专用线路到CO（central office） **
接入网： 家庭网络
企业接入网络（Ethernet）
- 经常被企业或者大学等机构采用
- 10 Mbps, 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps传输率
- 现在，端系统经常直接接到以太网络交换机上
#无限接入网络
**各无线端系统共享无线接入网络（端系统到无线路由器） **
- **通过基站或者叫接入点 **
物理媒体
- **Bit: **在发送-接收对间传播
- 物理链路：连接每个发送-接 收对之间的物理媒体
- **导引型媒体: **
信号沿着固体媒介被导引：同 轴电缆、光纤、 双绞线
- 非导引型媒体：
开放的空间传输电磁波或者光 信号，在电磁或者光信号中承 载数字数据
- **双绞线 (TP) **
**两根绝缘铜导线拧合 **
** 5类：100Mbps 以太网 ，Gbps 千兆位以太网 6类：10Gbps万兆以太网 **
物理媒体： 同轴电缆、 光纤
同轴电缆：
- 两根同轴的铜导线
- 双向
- 基带电缆：
电缆上一个单个信道
Ethernet
- 宽带电缆：
电缆上有多个信道
HFC
**光纤和光缆： **
- 光脉冲，每个脉冲表示一个 bit，在玻璃纤维中传输
- 高速： 点到点的高速传输（如10 Gps-100Gbps传输速率 ）
- 低误码率：在两个中继器之 间可以有很长的距离，不受 电磁噪声的干扰
- ** 安全 **
物理媒体： 无线链路
- **开放空间传输电磁波，携 带要传输的数据 **
- **无需物理“线缆” **
- **双向 **
- 传播环境效应： 反射 吸收 干扰
无线链路类型
- 地面微波
- LAN
- wide-area
- 卫星
Internet/ISP 结构
ISPs (Internet Service Providers)
- ** 端系统通过接入ISPs (Internet Service Providers)连 接到互联网**
住宅，公司和大学的ISPs
- **接入ISPs相应的必须是互联的 **
因此任何2个端系统可相互发送分组到对方
- 导致的“网络的网络”非常复杂
发展和演化是通过经济的和国家的政策来驱动的
- 让我们采用渐进方法来描述当前互联网的结构
互联网络结构： 网络中的网络
问题 ：给定数百万接入ISPs， 如何将他们互联到一块
问题: 给定数百万接入ISPs，如何将它们互联到一起
选项: 将每个接入ISP都连接到全局ISP（全局范围内覆盖）？
客户ISPs和提供者ISPs有经济合约
Internet结构： network of networks
- 松散的层次模型
- **中心： 第一层ISP( 如UUNet, BBN/Genuity, Sprint, AT&T）国家/国际覆盖，速率极高 **
直接与其他第一层ISP相连
与大量的第二层ISP和其他客户网络相连
第二层ISP: 更小些的 (通常是区域性的) ISP
- 与一个或多个第一层ISPs，也可能与其他第二层ISP
ISP之间的连接
1.POP: 高层ISP面向客户网络的接入点，涉及费用结算
如一个低层ISP接入多个高层ISP，多宿（multi home）
2.对等接入：2个ISP对等互接，不涉及费用结算 IXP：多个对等ISP互联互通之处，通常不涉及费用结算
对等接入
3.ICP自己部署专用网络，同时和各级ISP连接
