課程內容#
OSI 7 層模型#
注意每層對應的數據單元。
數據的封裝#
- 發送前，不斷地加頭部：報文👉報文段👉數據報👉幀
- 到達交換機，從幀頭中找到路由器的地址
- 到達路由器，拆頭部，加頭部
- 當匹配到具體主機時，再不斷地拆頭部，得到數據
分組交換 VS. 電路交換#
分組交換網絡#
通用的互聯網都是基於分組交換。
Message 切分成多個 Package 進行傳輸，路由選擇協議決定 Package 的路線。
優勢：帶寬共享，簡單，成本低。
不足：存在延遲，可能丟包。
存儲轉發機制#
路由器會等 Package 到齊後才會轉發。
PS：當發生異常情況時，可能觸發超時重傳，或者 3 次冗餘 ACK 重傳。
排隊延遲和分組丟失#
排隊延遲是所有延遲里最不可控、出現波動最頻繁的延遲。
觸發路由器超時重傳的等待時間會根據上次丟失情況調整。當發生超時重傳時，路由器會增加預期等待時間。
PS：路由器有多個端口，每個端口有輸入和輸出緩衝區。當路由器裝不下時，就容易導致丟包。
轉發表和路由選擇協議#
微觀：轉發表，每個目的 IP 地址對應一個輸出鏈路。
宏觀：路由選擇協議，基於轉發表做路由選擇。
電路交換網絡#
類似電話，雙方建立一條獨立的物理通道，由路由器維護連接狀態。
優勢：高效、安全、可靠。
不足：資源有限，一條線路只能有一個連接。
那可以通過下面兩種方式增加連接數。
頻分復用#
不同頻率負責傳輸不同類型的信息，如下行數據、上行數據。
時分復用#
把時間分段，達到復用的效果。
難點：分段粒度。
時延、丟包和吞吐量#
結點總時延#
傳輸時延主要考慮一個包 / 單位的傳輸時間，而不是整個數據的傳輸時間，否則受數據大小的影響太大。
排隊時延和丟包#
平均排隊時延與流量強度之間呈指數級關係，當流量強度趨近於 1 時，排隊時延指數增加，從而導致丟包。
注：流量強度 $=La/R$，其中 $L$ 為每組的比特數，$a$ 為流量到達隊列的速率，$R$ 為隊列中推出比特的速率，即鏈路的傳輸速率。
吞吐量#
鏈路的吞吐量，取決於鏈路中各個環節的最小吞吐量。
附加知識點#
- 網絡多層模型
- 分層帶來的好處：各層之間獨立；靈活性好；易於維護；促進工作標準化。
- 每層的功能：差錯控制、流量控制、分段復用和分用、連接建立和釋放。