网络结构的三大部分

1. 网络边缘

  • 主机(端系统):运行网络应用
  • 两种应用模型:
    • 客户/服务器(C/S)模型:客户发送请求,服务器响应(如Web、FTP)
    • 对等(P2P)模型:无专用服务器,对等实体直接通信(如BT、Skype、QQ)

2. 接入网络

功能:将端系统连接到核心网的边缘路由器

常见接入方式:

数字用户线路(DSL)
  • 利用电话线,FDM划分频段
  • 上行:< 2.5 Mbps,下行:< 24 Mbps
  • 频段划分:
    • 0–4 kHz:传统电话
    • 4–50 kHz:上行
    • 50 kHz–1 MHz:下行
电缆网络
  • HFC(混合光纤同轴电缆)
  • 非对称:下行30 Mbps,上行2 Mbps
  • 各家庭共享接入网络
典型家庭网络接入
  • 多设备通过路由器/交换机共享接入
机构接入网络(Ethernet)
  • 常用于公司、高校
  • 速率:10 Mbps – 10 Gbps
  • 端系统直连以太网交换机
无线接入网络
  • 无线局域网(WLAN):WiFi(802.11b/g),11–54 Mbps
  • 广域无线接入:3G/4G/LTE,几十公里范围,1–100 Mbps

3. 网络核心

核心功能:路由 + 转发

  • 路由(routing):确定分组从源到目的地的传输路径(全局决策)
  • 转发(forwarding):将分组从输入端口交换至正确输出端口(本地动作)

核心问题:如何实现数据从源主机通过网络核心送达目的主机?

答案:数据交换

数据交换方式详见1.3 数据交换


Internet结构:网络之网络

结构特点

  • 端系统通过接入ISP连接到Internet
  • 接入ISP必须进一步互连,才能实现任意两主机通信
  • 经济和国家政策是网络演化的主要驱动力

可选互连方案

  1. 每个接入ISP直接互连 → 不现实
  2. 每个接入ISP连接到一个国家/全球ISP → 更可行
  3. 出现区域网络,连接接入ISP和运营商ISP
  4. 内容提供商(如Google、Microsoft)可能自建网络,就近提供服务

当前Internet结构

  • 网络中心:少数互连的大型网络
  • 一级ISP(Tier-1):如网通、电信、Sprint、AT&T,提供国家/国际覆盖
  • 内容提供商网络:私有网络,绕过一级ISP,连接数据中心与用户