网络传输及结构

数据传输分为电路传输和分组交换。

分组交换

一次数据传输是一个报文，包含各种信息以及传输的数据。

在发送时，需要对这个报文进行切割成多分小数据块，称为分组。

每个分组小数据块通过通信链路和路由器传送。

1、存储转发传输

多数交换机使用此传输机制。

表示，分组完全传输到路由器后(缓存)，交换机才进行转发到下一个目标。

一个报文在一个路由器中传输一次，会有一个时延，为一个分组传输到目标的时间。

若有多个路由器链路传输，总时延即为多个路由器的倍数。

深刻讲解：

在两台端系统直接通过一个路由器传输一个报文，这个报文分成3组，一个分组的大小为L bit，传输链路的速率为R bit/s，则一个分组从源系统通过链路到路由器需要 L/R s 的时间。

而路由器会等待分组传输完成，才会进行转发到端系统。

所以在 L/R s，分组1 到达路由器，路由器开始将分组1转发到目标端系统，分组2 开始发送到路由器。

在2L/R s，分组2 到达路由器，路由器开始将分组2转发到目标端系统，分组1 完全传输到达端系统，分组3 开始发送到路由器。

在3L/R s，分组3 到达路由器，路由器开始将分组3转发到目标端系统，分组2完全到达端系统。

在4L/R s，分组3完全到达路目标端系统。

耗时4L/R s，完成传输。

现假设不用此机制，按我们所想的直接传输，总耗时为 3L/R s。

• 所以有 (4-1)L/R = L/R s的时延。

假设传输链路中要经过N个路由器，则总时延为 N*L/R s。

2、排队时延和分组丢失

假设2个端系统经过同一个路由器传输数据，且路由器的输出发送链路比输入接收链路速率小，则缓存的分组将会进行排队发送，进一步增加了传输的时延，并且路由器的缓存是有限的，如果缓存满了，就会造成分组丢失(丢包)的情况。

3、转发表和路由选择协议

路由器会根据目标ip地址进行选择转发到离目标ip地址最近的路由器，直到直接转发到目标ip。

每台路由器具有一个转发表，用于将目标ip(或目标ip地址的一部分)映射成为输出链路。

因特网具有一些特殊的路由选择协议，用于自动地设置这些转发表。

电路交换

电路交换，会直接预留一条两个端系统之间的传输链路资源，不会有排队传输数据，直接是每条链路分出一部分，供着俩端系统进行数据传输。

这条传输链路称为电路。传统的电话网络就是用的此机制。

电路交换分为2种

1、频分复用(FDM)：每条专用电路分一个频段，并分配一定的速率。如把一个大半径水管，分成几个小半径水管。

2、时分复用(TDM)：把不同时间段分给不同的电路专用。将每秒分为一定的帧数，每帧分为几个间隙。一条电路使用其中的一个间隙。

分组交换与电路交换的对比

有些人觉得这种占资源，比如你数据传输完成了，却还占着电路，就没有得到充分的利用。

我觉得吧，两种传输方式各有利弊。

分组可以充分利用资源，但却有着时延性。可以用于文字图片的传输

电路可以保持实时传输，但却无法资源利用最大化。可以用于视频电话的传输

网络的网络

在最初的网络结构中，每一个ISP都连接着更高一级的ISP，每个同层级的ISP也是相连的。

随着发展，不同层级的ISP也可以越级连接，以保证其中一个连接点故障时，可以通过其他链路进行传输。

进一步的发展，一些民间it企业，随着不断扩大，他们的数据中心也遍布各个地方，他们用自己搭建的链路进行传输，更为快速，也是一种ISP。如阿里、腾讯、谷歌等。