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因特網(wǎng)的發(fā)展歷程 因特網(wǎng)的發(fā)展大致分為哪幾個(gè)階段( 七 )

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我們剛剛講過，路由器和多個(gè)通信線路進(jìn)行相連，如果每條通信鏈路同時(shí)發(fā)送分組的話，可能會(huì)造成排隊(duì)和丟包的情況，然后分組在隊(duì)列中等待發(fā)送，現(xiàn)在我就有一個(gè)問題問你，隊(duì)列中的分組發(fā)向哪里？這是由什么機(jī)制決定的？
換個(gè)角度想問題，路由的作用是什么？把不同端系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)包進(jìn)行存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā) 。在因特網(wǎng)中，每個(gè)端系統(tǒng)都會(huì)有一個(gè)IP地址，當(dāng)主機(jī)發(fā)送分組時(shí)，會(huì)在分組的首部加上主機(jī)的IP地址 。每臺(tái)路由器都會(huì)有一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)表(forwardingtable)，當(dāng)一個(gè)分組到達(dá)路由器后，路由器會(huì)檢查分組中目的地址的一部分，并用目的地址搜索轉(zhuǎn)發(fā)表，以找出適當(dāng)?shù)膫鬏旀溌罚缓笥成涑蔀檩敵鲦溌愤M(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā) 。
那么問題來了，路由器內(nèi)部是怎樣設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)表的呢？詳細(xì)的我們后面會(huì)講到，這里只是說個(gè)大概，路由器內(nèi)部也是具有路由選擇協(xié)議的，用于自動(dòng)設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)表 。
在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，另一種通過網(wǎng)絡(luò)鏈路和路由進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧硗庖环N方式就是電路交換(circuitswitching) 。電路交換在資源預(yù)留上與分組交換不同，什么意思呢？
就是分組交換不會(huì)預(yù)留每次端系統(tǒng)之間交互分組的緩存和鏈路傳輸速率，所以每次都會(huì)進(jìn)行排隊(duì)傳輸；而電路交換會(huì)預(yù)留這些信息 。一個(gè)簡(jiǎn)單的例子幫助你理解：這就好比有兩家餐館，餐館A需要預(yù)定而餐館B不需要預(yù)定，對(duì)于可以預(yù)定的餐館A，我們必須先提前與其進(jìn)行聯(lián)系，但是當(dāng)我們到達(dá)目的地時(shí)，我們能夠立刻入座并選菜 。而對(duì)于不需要預(yù)定的那家餐館來說，你可能不需要提前聯(lián)系，但是你必須承受到達(dá)目的地后需要排隊(duì)的風(fēng)險(xiǎn) 。
下面顯示了一個(gè)電路交換網(wǎng)絡(luò)
圖1-11
在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，4條鏈路用于4臺(tái)電路交換機(jī) 。這些鏈路中的每一條都有4條電路，因此每條鏈路能支持4條并行的鏈接 。每臺(tái)主機(jī)都與一臺(tái)交換機(jī)直接相連，當(dāng)兩臺(tái)主機(jī)需要通信時(shí)，該網(wǎng)絡(luò)在兩臺(tái)主機(jī)之間創(chuàng)建一條專用的端到端的鏈接(end-to-endconnection) 。
分組交換的支持者經(jīng)常說分組交換不適合實(shí)時(shí)服務(wù)，因?yàn)樗亩说蕉藭r(shí)延時(shí)不可預(yù)測(cè)的 。而分組交換的支持者卻認(rèn)為分組交換提供了比電路交換更好的帶寬共享；它比電路交換更加簡(jiǎn)單、更有效，實(shí)現(xiàn)成本更低 。但是現(xiàn)在的趨勢(shì)更多的是朝著分組交換的方向發(fā)展 。
因特網(wǎng)可以看成是一種基礎(chǔ)設(shè)施，該基礎(chǔ)設(shè)施為運(yùn)行在端系統(tǒng)上的分布式應(yīng)用提供服務(wù) 。我們希望在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)端系統(tǒng)之間傳遞數(shù)據(jù)都不會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失，這是一個(gè)極高的目標(biāo)，實(shí)踐中難以達(dá)到 。所以，在實(shí)踐中必須要限制端系統(tǒng)之間的吞吐量用來控制數(shù)據(jù)丟失 。如果在端系統(tǒng)之間引入時(shí)延，也不能保證不會(huì)丟失分組問題 。所以我們從時(shí)延、丟包和吞吐量三個(gè)層面來看一下計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的分組從一臺(tái)主機(jī)（源）出發(fā)，經(jīng)過一系列路由器傳輸，在另一個(gè)端系統(tǒng)中結(jié)束它的歷程 。在這整個(gè)傳輸歷程中，分組會(huì)涉及到四種最主要的時(shí)延：節(jié)點(diǎn)處理時(shí)延(nodalprocessingdelay)、排隊(duì)時(shí)延(queuingdelay)、傳輸時(shí)延(totalnodaldelay)和傳播時(shí)延(propagationdelay) 。這四種時(shí)延加起來就是節(jié)點(diǎn)總時(shí)延(totalnodaldelay) 。
如果用dprocdqueuedtransdpop分別表示處理時(shí)延、排隊(duì)時(shí)延、傳輸時(shí)延和傳播時(shí)延，則節(jié)點(diǎn)的總時(shí)延由以下公式?jīng)Q定:dnodal=dproc+dqueue+dtrans+dpop 。
下面是一副典型的時(shí)延分布圖，讓我們從圖中進(jìn)行分析一下不同的時(shí)延類型 。
圖1-12
分組由端系統(tǒng)經(jīng)過通信鏈路傳輸?shù)铰酚善鰽，路由器A檢查分組頭部以映射出適當(dāng)?shù)膫鬏旀溌?，并將分組送入該鏈路 。僅當(dāng)該鏈路沒有其他分組正在傳輸并且沒有其他分組排在該該分組前面時(shí)，才能在這條鏈路上自由的傳輸該分組 。如果該鏈路當(dāng)前繁忙或者已經(jīng)有其他分組排在該分組前面時(shí)，新到達(dá)的分組將會(huì)加入排隊(duì) 。下面我們分開討論一下這四種時(shí)延 。

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