课程内容#
OSI 7 层模型#
注意每层对应的数据单元。
数据的封装#
- 发送前，不断地加头部：报文👉报文段👉数据报👉帧
- 到达交换机，从帧头中找到路由器的地址
- 到达路由器，拆头部，加头部
- 当匹配到具体主机时，再不断地拆头部，得到数据
分组交换 VS. 电路交换#
分组交换网络#
通用的互联网都是基于分组交换。
Message 切分成多个 Package 进行传输，路由选择协议决定 Package 的路线。
优势：带宽共享，简单，成本低。
不足：存在延时，可能丢包。
存储转发机制#
路由器会等 Package 到齐后才会转发。
PS：当发生异常情况时，可能触发超时重传，或者 3 次冗余 ACK 重传。
排队时延和分组丢失#
排队时延是所有时延里最不可控、出现波动最频繁的时延。
触发路由器超时重传的等待时间会根据上次丢失情况调整。当发生超时重传时，路由器会增加预期等待时间。
PS：路由器有多个端口，每个端口有输入和输出缓冲区。当路由器装不下时，就容易导致丢包。
转发表和路由选择协议#
微观：转发表，每个目的 IP 地址对应一个输出链路。
宏观：路由选择协议，基于转发表做路由选择。
电路交换网络#
类似电话，双方建立一条独立的物理通道，由路由器维护连接状态。
优势：高效、安全、可靠。
不足：资源有限，一条线路只能有一个连接。
那可以通过下面两种方式增加连接数。
频分复用#
不同频率负责传输不同类型的信息，如下行数据、上行数据。
时分复用#
把时间分段，达到复用的效果。
难点：分段粒度。
时延、丢包和吞吐量#
结点总时延#
传输时延主要考虑一个包 / 单位的传输时间，而不是整个数据的传输时间，否则受数据大小的影响太大。
排队时延和丢包#
平均排队时延与流量强度之间呈指数级关系，当流量强度趋近于 1 时，排队时延指数增加，从而导致丢包。
注：流量强度 $=La/R$，其中 $L$ 为每组的比特数，$a$ 为流量到达队列的速率，$R$ 为队列中推出比特的速率，即链路的传输速率。
吞吐量#
链路的吞吐量，取决于链路中各个环节的最小吞吐量。
附加知识点#
- 网络多层模型
- 分层带来的好处：各层之间独立；灵活性好；易于维护；促进工作标准化。
- 每层的功能：差错控制、流量控制、分段复用和分用、连接建立和释放。