0x03 网络核心

通过网络链路和交换机移动数据有两种方法：分组交换（packet switching）和电路交换（circuit switching）

一、分组交换

  • 为了从源端系统向目的端系统发送一个报文（message），源将长报文划分为较小的数据块，称之为分组（packet）
  • 在源和目的地之间，每个分组都通过通信链路和分组交换机（packet switch）传送。（交换机主要有两类：路由器（router）和链路层交换机（link-layer switch））

3.1 存储转发传输

  • 多数分组交换机在链路的输入端使用存储转发传输（store-and-forward transmission）机制
  • 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

3.2 排队时延和分组丢失

  • 每台分组交换机有多条链路与之相连，对于每条相连的链路，该分组交换机具有一个输出缓存（output buffer），它用于存储路由器准备发往那条链路的分组
  • 如果到达的分组需要传输到某条链路，但发现该链路正忙于传输其他分组，该到达分组必须在输出缓存中等待，这时就会出现排队时延（queuing delay）
  • 因为缓存空间的大小是有限的，一个到达的分组可能发现该缓存已被其他等待传输的分组完全充满了。此时，将出现分组丢失（丢包）（packet loss），到达的分组或已经排队的分组之一将被丢弃

3.3 转发表和路由选择协议

  • 每台路由器具有一个转发表（forwarding table），用于将目的地址（或目的地址的一部分）映射称为输出链路
  • 当某分组到达一台路由器时，路由器检查该地址，并用这个目的地址搜索其转发表，以发现适当的出链路。路由器则将分组导向该出链路
  • 因特网具有一些特殊的路由选择协议（routing protocol），用于自动地设置这些转发表

二、电路交换

  • 在电路交换网络中，端系统间通信会话期间，预留了端系统间沿路径通信所需要的资源（缓存，链路传输速率）。而在分组交换网络中，这些资源则不是预留的

  • 当两台主机要通信时，该网络在两台主机之间创建一条专用的端到端连接（end-to-end connection）

  • 如图1-13，这条专用的端到端连接使用第一条链路中的第二条电路喝第二条链路中的第四条电路

  • 因为每条链路具有4条电路，对于由端到端连接所使用的每条链路而言，该连接在连接期间获得链路总传输总量的14\frac{1}{4}。例如，如果两台邻近交换机之间每条链路具有1Mbps传输速率，则每个端到端电路交换连接获得250kbps专用的传输速率

三、网络的网络