中科大 计算机网络4 网络核心Core 分组交换 电路交换
網絡核心
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：存儲轉發的方式
電路交換（線路交換）
通過信令（控制信息，如：撥號）建立一條共享的線路
通過多路復用方式，把帶寬分為多個小片piece(平分)，然后主機與主機之間通信使用這些分出來的獨享的線路進行雙向的通信
【獨享，性能有保障】
接入網：碼分多路復用；光纖：波分多路復用
線路建立之后沒有使用，就產生了浪費
資源共享的能力差
在通話之前需要通信建立的時間
頻分多路復用：FDM
劃分頻率的方式
時分多路復用：TDM
按照時間來分配
波分多路復用：WDM
采用光通信，劃分波段
碼分多路復用 CDMA：
用于接入網
電路交換例題
兩個節點之間通信的帶寬（鏈路速率）1.536Mbps,采用時分多路復用方式，分為24個時隙slot,每個用戶使用一個時隙，每個用戶可以使用的帶寬為？
1.536Mbps/24=0.064Mbps=64kbps
兩個節點建立線路需要500ms,傳輸一個640Kbits的文件，問傳輸文件需要多少時間？
640kbits/64kbps=10s傳完文件
10.5s傳完，但對方接收文件有傳播延遲（電磁波在鏈路的時間）
10.5s僅僅是把最后一個比特傳出去的時間
傳播延遲：【在計算機局域網的時間可以忽略不計（路徑很短）】
每個比特在空間中還有傳輸時間：
(1/64kbps：每個比特的鏈路速率)*(30萬公里/秒：電磁波在真空的傳輸速率)
每個比特的傳輸都有傳播延遲
電路交換不適合計算機之間的通信
分組交換packet-switch
使用全部帶寬
分組：packet
把每一個分組先存儲再轉發【使用這一段鏈路，其他主機可以使用下一段鏈路】，如果沒有先存儲的話，來一個比特就傳一個比特，那么鏈路就會一直被占用
按需使用：有數據時才使用鏈路
在每一個鏈路，分組交換延遲比線路交換延遲大（每一個分組都全部存儲下來），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
而且分組交換排隊時間長（排隊延遲），等待把每一個分組存儲下來的存儲時間
分組交換：存儲轉發延遲L/R
R：速率，帶寬，鏈路速率(bps)
L：分組長度（bits）
存儲轉發延遲L/R
豎線是分組轉發延遲L/R
發送和接收是一個事情的兩個方面【發的同時在接收】，所以計算時間時，只需要計算一端（發送或接收）
分組交換：排隊延遲和丟失
輸出隊列是一個有限值，所以分組可能被路由器丟失
在網絡（計算機）具備很強突發性的情況下，分組交換支持的主機數量更多
分組交換-路由轉發
路由：全局
轉發：局部，查路由表
分組交換-統計多路復用
劃分時間片的方式不固定（一會兒A&B,一會兒A&C）
分組交換與電路交換例題
N個用戶使用帶寬1Mbps的鏈路，每個用戶活躍的時候占用100kbps的帶寬，每個用戶活躍的概率是p=0.1
1）采用電路交換能支持多少個用戶？
1Mbps/100kbps=10個
2)N=35,使用分組交換,在任何一個時刻>=10個用戶活躍的概率是多少？0.004=0.4%
35個用戶中>=n個用戶活 躍的概率
二項式分布：
實際上運算要帶入n=9,因為n無限大的時候延遲無限大
數學公式：
組合數公式是指從n個不同元素中，任取m(m≤n)個元素并成一組，叫做從n個不同元素中取出m個元素的一個組合；從n個不同元素中取出m(m≤n)個元素的所有組合的個數，叫做n個不同元素中取出m個元素的組合數。用符號c(m,n) 表示。
使用python代碼進行運算：
#求解計算機網絡分組交換的二項式分布 #N=35,使用分組交換,在任何一個時刻>=10個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個用戶中<=n個用戶活躍的概率
3）N=35,使用分組交換,在當前有10個用戶活躍的概率是多少？
計算：
python代碼：
#2 #N=35,使用分組交換,在當前有10個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：數據報網絡datagram和虛電路網絡VC
分組交換按照有無網絡層的連接分為：數據報網絡和虛電路網絡
數據報網絡提供網絡層無連接服務
虛電路網絡提供網絡層連接服務
1.數據報網絡：（datagram）
源主機發送給目標主機的分組，攜帶了目標主機的完整地址，交換節點（路由器）收到分組，根據每個分組所攜帶的目標主機完整地址來存儲轉發，兩個主機在通信之前不需要握手，每個分組的傳遞都是獨立的
路由器不維護主機與主機之間的通信狀態
2.虛電路網絡：（VC）
兩個主機在通信之前需要握手，在鏈路交換節點之間保持通信狀態，建立虛擬線路，建立完后，每個分組攜帶一個虛電路號，按照虛電路號來標識，到每個交換節點時進行存儲轉發
輸入與輸出都分成兩塊
總結
創作挑戰賽新人創作獎勵來咯，堅持創作打卡瓜分現金大獎總結
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