[系统运维]“21天好习惯” 第一期-1

第一章 计算机网络和因特网

1.1?什么是因特网

1.1.1 具体构成描述

?图 1.1.1 因特网的一些部件

• 什么是因特网？回答这个问题由两种方式：

1. 我们能够描述因特网的具体构成，即构成因特网的基本硬件和软件组成；
2. 我们能够根据为分布式应用提供服务的联网基础设施来描述因特网。

1.1.2 什么是协议

• 协议（protocol）定义在两个或多个通信实体之间交换的报文格式和顺序，以及报文发送和/或接收一条报文或其他事件所采取的动作.

图 1.1.2 人类协议和计算机网络协议

1.2 网络边缘?

1.2.1 接入网

1. 家庭接入：DSL、电缆、FTTH、拨号和卫星
2. 企业（和家庭）接入：以太网和WiFi

1.2.2物理媒介

1. 双绞铜线
2. 同轴电缆
3. 光纤
4. 陆地无线电信道
5. 卫星无线电信道

1.3网络核心

1.3.1 分组交换

• 分组传送：从源端系统到目的端系统发送一个报文，源将长报文分解成较小的数据块。
• 交换机分类：路由器和链路层交换机。

网络核心

1. 存储转发传输?
2. 排队时延和分组丢失
3. 转发表和路由器选择协议

?1.3.2 电路交换

• 电路交换网络中的复用：

1. 频分复用：FDM
2. 时分复用：TDM

?图：FDM VS TDM

?问题解决：

问题1：与分组交换网络相比, 电路交换网络有哪些优点? 在电路交换网络中, TDM比FDM有哪些优点?

答:

• 电路交换网相比于分组交换网的优点是它能预先分配链路的使用, 保证某个用户能以固定的速率进行网络传输.
• FDM(频分复用)和TDM(时分复用)的区别见下图.

• 如图, FDM把链路带宽分成固定的大小, 每个用户享用链路中的部分带宽.
• 不同于FDM, TDM先把链路在时域上分割为帧, 然后在每帧中划分出时隙, 每个用户在每帧中享有一个时隙. 这样不仅做到了为用户分配链路, 而且每个用户在属于他的时隙中能享用整条链路的带宽.

问题2：假定用户共享一条2Mbps链路. 同时假定每个用户传输时连续以1Mbps传输, 但每个用户仅传输20%的时间.

a. 当使用电路交换时, 能够支持多少用户?
b. 作为该题的后继问题, 假定使用分组交换. 为什么如果两个或更少的用户同时传输的话, 在链路前面基本没有排队时延? 为什么如果3个用户同时传输的话, 将有排队时延?
c. 求出某指定用户正在传输的概率.
d. 假定现在有3个用户. 求出在任何给定的时间, 所有3个用户在同时传输的概率. 求出队列增长的时间比率.

答：

• a.电路交换的特点是预先为用户分配好链路, 无论用户使用多长的时间, 链路只要一经分配便会在所有时间内为该用户预留一定的速率. 所以使用电路交换能够支持2Mbps / 1Mbps = 2 个用户.
• b.因为两个或更少的用户同时传输时, 分组的聚合到达速率小于或等于该链路的输出速率, 所以通过该链路的分组流基本没有时延, 这和电路交换的情况一样. 当活跃用户达到3个, 分组的聚合到达速率可能大于链路的输出速率, 输出队列会变长, 排队时延增加.
• c.根据用户仅传输20%时间得出用户正在传输的速率为0.2.
• 3个用户同时传输导致队列增长的比率为 0.2 * 0.2 * 0.2 = 0.008

未完待续......?