中科大 计算机网络4 网络核心Core 分组交换 电路交换
網(wǎng)絡(luò)核心
電路交換（線路交換）：打電話之前，先建立一條鏈路（物理）
分組交換：存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的方式
電路交換（線路交換）
通過信令（控制信息，如：撥號(hào)）建立一條共享的線路
通過多路復(fù)用方式，把帶寬分為多個(gè)小片piece(平分)，然后主機(jī)與主機(jī)之間通信使用這些分出來的獨(dú)享的線路進(jìn)行雙向的通信
【獨(dú)享，性能有保障】
接入網(wǎng)：碼分多路復(fù)用；光纖：波分多路復(fù)用
線路建立之后沒有使用，就產(chǎn)生了浪費(fèi)
資源共享的能力差
在通話之前需要通信建立的時(shí)間
頻分多路復(fù)用：FDM
劃分頻率的方式
時(shí)分多路復(fù)用：TDM
按照時(shí)間來分配
波分多路復(fù)用：WDM
采用光通信，劃分波段
碼分多路復(fù)用 CDMA：
用于接入網(wǎng)
電路交換例題
兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間通信的帶寬（鏈路速率）1.536Mbps,采用時(shí)分多路復(fù)用方式，分為24個(gè)時(shí)隙slot,每個(gè)用戶使用一個(gè)時(shí)隙，每個(gè)用戶可以使用的帶寬為？
1.536Mbps/24=0.064Mbps=64kbps
兩個(gè)節(jié)點(diǎn)建立線路需要500ms,傳輸一個(gè)640Kbits的文件，問傳輸文件需要多少時(shí)間？
640kbits/64kbps=10s傳完文件
10.5s傳完，但對方接收文件有傳播延遲（電磁波在鏈路的時(shí)間）
10.5s僅僅是把最后一個(gè)比特傳出去的時(shí)間
傳播延遲：【在計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的時(shí)間可以忽略不計(jì)（路徑很短）】
每個(gè)比特在空間中還有傳輸時(shí)間：
(1/64kbps：每個(gè)比特的鏈路速率)*(30萬公里/秒：電磁波在真空的傳輸速率)
每個(gè)比特的傳輸都有傳播延遲
電路交換不適合計(jì)算機(jī)之間的通信
分組交換packet-switch
使用全部帶寬
分組：packet
把每一個(gè)分組先存儲(chǔ)再轉(zhuǎn)發(fā)【使用這一段鏈路，其他主機(jī)可以使用下一段鏈路】，如果沒有先存儲(chǔ)的話，來一個(gè)比特就傳一個(gè)比特，那么鏈路就會(huì)一直被占用
按需使用：有數(shù)據(jù)時(shí)才使用鏈路
在每一個(gè)鏈路，分組交換延遲比線路交換延遲大（每一個(gè)分組都全部存儲(chǔ)下來），換取共享性
上面的是線路交換，下面的是分組交換
豎線是延遲
而且分組交換排隊(duì)時(shí)間長（排隊(duì)延遲），等待把每一個(gè)分組存儲(chǔ)下來的存儲(chǔ)時(shí)間
分組交換：存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)延遲L/R
R：速率，帶寬，鏈路速率(bps)
L：分組長度（bits）
存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)延遲L/R
豎線是分組轉(zhuǎn)發(fā)延遲L/R
發(fā)送和接收是一個(gè)事情的兩個(gè)方面【發(fā)的同時(shí)在接收】，所以計(jì)算時(shí)間時(shí)，只需要計(jì)算一端（發(fā)送或接收）
分組交換：排隊(duì)延遲和丟失
輸出隊(duì)列是一個(gè)有限值，所以分組可能被路由器丟失
在網(wǎng)絡(luò)（計(jì)算機(jī)）具備很強(qiáng)突發(fā)性的情況下，分組交換支持的主機(jī)數(shù)量更多
分組交換-路由轉(zhuǎn)發(fā)
路由：全局
轉(zhuǎn)發(fā)：局部，查路由表
分組交換-統(tǒng)計(jì)多路復(fù)用
劃分時(shí)間片的方式不固定（一會(huì)兒A&B,一會(huì)兒A&C）
分組交換與電路交換例題
N個(gè)用戶使用帶寬1Mbps的鏈路，每個(gè)用戶活躍的時(shí)候占用100kbps的帶寬，每個(gè)用戶活躍的概率是p=0.1
1）采用電路交換能支持多少個(gè)用戶？
1Mbps/100kbps=10個(gè)
2)N=35,使用分組交換,在任何一個(gè)時(shí)刻>=10個(gè)用戶活躍的概率是多少？0.004=0.4%
35個(gè)用戶中>=n個(gè)用戶活 躍的概率
二項(xiàng)式分布：
實(shí)際上運(yùn)算要帶入n=9,因?yàn)閚無限大的時(shí)候延遲無限大
數(shù)學(xué)公式：
組合數(shù)公式是指從n個(gè)不同元素中，任取m(m≤n)個(gè)元素并成一組，叫做從n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的一個(gè)組合；從n個(gè)不同元素中取出m(m≤n)個(gè)元素的所有組合的個(gè)數(shù)，叫做n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的組合數(shù)。用符號(hào)c(m,n) 表示。
使用python代碼進(jìn)行運(yùn)算：
#求解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分組交換的二項(xiàng)式分布 #N=35,使用分組交換,在任何一個(gè)時(shí)刻>=10個(gè)用戶活躍的概率是多少 import math x=0.0 def rec(n, m):x= math.factorial(n) // (math.factorial(m) * math.factorial(n - m))return xa=0.00 for i in range(0,10,1):#[0,10)-->[0,9]a+=rec(35,i)*(0.1**i)*(0.9**(35-i)) print(("%.4f") % (a)) print(("%.4f")%(1-a))筆算：
35個(gè)用戶中<=n個(gè)用戶活躍的概率
3）N=35,使用分組交換,在當(dāng)前有10個(gè)用戶活躍的概率是多少？
計(jì)算：
python代碼：
#2 #N=35,使用分組交換,在當(dāng)前有10個(gè)用戶活躍的概率是多少 import math x=0.0 def rec(n, m):x= math.factorial(n) // (math.factorial(m) * math.factorial(n - m))return x a=rec(35,10)*(0.1**10)*(0.9**(35-10)) print(("%.4f") % (a))#0.0013分組交換：數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)datagram和虛電路網(wǎng)絡(luò)VC
分組交換按照有無網(wǎng)絡(luò)層的連接分為：數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)和虛電路網(wǎng)絡(luò)
數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)提供網(wǎng)絡(luò)層無連接服務(wù)
虛電路網(wǎng)絡(luò)提供網(wǎng)絡(luò)層連接服務(wù)
1.數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)：（datagram）
源主機(jī)發(fā)送給目標(biāo)主機(jī)的分組，攜帶了目標(biāo)主機(jī)的完整地址，交換節(jié)點(diǎn)（路由器）收到分組，根據(jù)每個(gè)分組所攜帶的目標(biāo)主機(jī)完整地址來存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，兩個(gè)主機(jī)在通信之前不需要握手，每個(gè)分組的傳遞都是獨(dú)立的
路由器不維護(hù)主機(jī)與主機(jī)之間的通信狀態(tài)
2.虛電路網(wǎng)絡(luò)：（VC）
兩個(gè)主機(jī)在通信之前需要握手，在鏈路交換節(jié)點(diǎn)之間保持通信狀態(tài)，建立虛擬線路，建立完后，每個(gè)分組攜帶一個(gè)虛電路號(hào)，按照虛電路號(hào)來標(biāo)識(shí)，到每個(gè)交換節(jié)點(diǎn)時(shí)進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)
輸入與輸出都分成兩塊
總結(jié)
創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎(jiǎng)勵(lì)來咯，堅(jiān)持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎(jiǎng)總結(jié)
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