谈谈网络边缘部分

在开始之前,再一次谈谈网络结构

网络边缘:

  • 主机和服务器
  • 服务器一般在数据中心

接入网络,物理介质:

  • 有线通信链路
  • 无线通信链路

网络核心:

  • 路由器
  • 网络组成的网络

几个名词的含义

  • 端系统:
    • 就是网络应用程序的设备
    • 处在网络的边缘部分
  • 客户/服务器 (C/S架构):
    • 客户请求,并提供的服务
  • 端对端模型:
    • 极少或者不采用专门的服务器
    • 在端系统之间交互

如何将边缘设备连接到网络边缘的路由器呢?

接入网络分类

粗糙的分类:

  • 家庭接入网络
  • 机构接入网络
  • 广域无线接入网络

带宽:

衡量数据传输速率

单位

Bps KBps MBps GBps

bps kbps mbps gbps

1 B = 8b

家用接入网络

非对称数字用户线路:(ADSL)

基于电话线路的线路

可达1 Mbps 上行速率 (目前典型 < 512 kbps)

可达 8 Mbps 下行速率 (目前典型 < 4 Mbps)

电缆接入网络(HFC)

基于电视线路的接入网络

通过频分复用,支持不同频段的传输

可达2Mbps 上行速率, 30Mbps下行速率

光纤到户 (FTTH)

家庭接入网络: FTTH(Fiber To The Home)

相比上面的方式,传输速率高

企业接入网络(LAN)

  • 公司/大学局域网 local area network (LAN) 连接端系统到边缘路由器
  • 以太网Ethernet为主:
    • 共享(共享式以太网)或独占(交 换式以太网)链路连接端系统和边 缘路由器
    • 10 Mbs, 100Mbps, Gigabit Ethernet,10Gbps
  • WiFi接入技术

  • 部署: 企业、家庭局域网已经普及
  • LANs: chapter 5

WIFI无线接入网络

就是我们天天用的WIFI

  • 共享的无线接入网络连接端系统到边缘路由器
  • 通过基站,即接入点 “access point”
  • 无线局域网wireless LANs:

分类:

• 802.11a/b/g/n (WiFi): 54/11/54/600 Mbps

广域无线接入网络

就是我们常用的4G,以后的5G

  • 由电信运营商提供, 均支持IP
  • WAP/GPRS或CDMA

  • 3G(TD-SCDMA、WCDMA和cdma2000) 提供下行3.6Mbps,上行384 kbps的带宽

  • 4G(LTE、TD-LTE(100Mbps)、FDD- LTE(150Mbps))

物理介质

这些网络边缘设备,接入网络,肯定是需要物理介质的传导,以下是常见物理介质。

物理链路:在发送方和接受方间,传播位(bit)信号

分类:

  • 导引型媒体:
    • 信号在固态介质中有向传播, 如:光纤、双绞线和同 轴电缆等
  • 非导引型媒体:
    • 信号在大气空间或外太空空间自由传播, 如:无线电

双绞线

两根彼此绝缘、相互缠绕成螺旋状的铜线。缠绕的目 的是减少电磁干扰,提高传输质量。

  • 屏蔽双绞线 (STP, Shielded Twisted Pair)
  • 非屏蔽双绞线 (UTP, Unshielded Twisted Pair )

同轴电缆

  • 两根彼此绝缘的同心导体
  • 双向传输 铜芯
  • 基带baseband:
    • 50Ω,1cm
    • 单信号频带
    • 细缆以太网10base-2
  • 宽带broadband:
    • 75Ω,较粗
    • 多信号频带
    • 用于光纤同轴混合网HFC

光纤线缆

光纤传导光脉冲, 每个光脉冲代表1位

  • 高速传输:

  • 高速点对点传输 (可达数十或数百 Gbps)

  • 低误码率: 中继到更远传输距离 ; 防止电磁干扰,难以被分光窃听。

无线电磁波

  • 以电磁频谱承载信号

  • 没有物理连线

  • 双向

  • 传播环境的影响:

    • 多路径衰落-干扰物表面反射
    • 盲区衰落-障碍物绕/
    • 干扰-其他电磁信号
  • ››无线链路类型:

  • 地面微波

    e.g. 达 45 Mbps 信道

    局域无线通道 (e.g., WiFi)

    11Mbps, 54Mbps

    更高 广域无线通道 (e.g., cellular)

    e.g.GPRS,CDMA

    e.g. 3G: hundreds of kbps

    卫星通信

    高达数百Mbps 信道 (或多个更小的信道) 250 msec毫秒端到端延迟 地球同步卫星与低轨道卫星

    (铱星系统-66颗低空卫星)

对网络边缘部分,总结到这里

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代码是躯体,思想是灵魂

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