コース内容#
OSI 7 層モデル#
各層に対応するデータユニットに注意してください。
データのカプセル化#
- 送信前に、ヘッダーを追加し続ける：メッセージ👉メッセージセグメント👉データグラム👉フレーム
- スイッチに到達し、フレームヘッダーからルーターのアドレスを見つける
- ルーターに到達し、ヘッダーを削除し、ヘッダーを追加する
- 特定のホストに一致したときに、ヘッダーを削除し続けてデータを取得する
パケット交換 VS. 回線交換#
パケット交換ネットワーク#
一般的なインターネットはすべてパケット交換に基づいています。
メッセージは複数のパッケージに分割されて転送され、ルーティング選択プロトコルがパッケージのルートを決定します。
利点：帯域幅の共有、シンプル、コストが低い。
欠点：遅延が存在し、パケットが失われる可能性があります。
ストレージ転送メカニズム#
ルーターはパッケージが揃うまで転送しません。
PS：異常が発生した場合、タイムアウト再送信や 3 回の冗長 ACK 再送信がトリガーされる可能性があります。
待機遅延とパケット損失#
待機遅延はすべての遅延の中で最も制御が難しく、変動が最も頻繁に発生する遅延です。
ルーターのタイムアウト再送信をトリガーする待機時間は、前回の損失状況に応じて調整されます。タイムアウト再送信が発生した場合、ルーターは期待される待機時間を増加させます。
PS：ルーターには複数のポートがあり、各ポートには入力と出力のバッファがあります。ルーターが満杯になると、パケット損失が発生しやすくなります。
ルーティングテーブルとルーティング選択プロトコル#
微視的：ルーティングテーブル、各宛先 IP アドレスに対応する出力リンク。
巨視的：ルーティング選択プロトコル、ルーティングテーブルに基づいてルーティングを選択します。
回線交換ネットワーク#
電話のように、双方が独立した物理チャネルを確立し、ルーターが接続状態を維持します。
利点：効率的、安全、信頼性が高い。
欠点：リソースが限られており、一つの回線には一つの接続しかできません。
接続数を増やすために、以下の 2 つの方法があります。
周波数分割多重化#
異なる周波数が異なるタイプの情報を伝送する責任を持ち、下りデータ、上りデータなどがあります。
時間分割多重化#
時間を分割して、再利用の効果を得ます。
難点：分割の粒度。
遅延、パケット損失とスループット#
ノードの総遅延#
伝送遅延は、パッケージ / 単位の伝送時間を主に考慮し、全データの伝送時間ではなく、そうでなければデータサイズの影響を受けすぎます。
待機遅延とパケット損失#
平均待機遅延は流量強度との間に指数関係があり、流量強度が 1 に近づくと、待機遅延が指数的に増加し、パケット損失を引き起こします。
注：流量強度 $=La/R$、ここで $L$ は各グループのビット数、$a$ は流量がキューに到達する速度、$R$ はキューからビットを排出する速度、すなわちリンクの伝送速度です。
スループット#
リンクのスループットは、リンク内の各段階の最小スループットに依存します。
追加知識#
- ネットワークの多層モデル
- 階層化による利点：各層が独立している；柔軟性が高い；メンテナンスが容易；作業の標準化を促進します。
- 各層の機能：エラー制御、フロー制御、セグメンテーションの再利用と分配、接続の確立と解放。