小结

通信网络

通信网络是由各种设备和线路组成的系统，它通过各种交换设备和传输介质，将信息从一个地方传递到另一个地方。我们学的其实就是理论方面的内容，这些理论可以帮助我们去理解如何设计和优化网络。

网络设备

在现代通信网络中，核心路由器和边缘路由器是两种重要的设备。核心路由器负责网络的主干部分，它们是高性能的设备，处理大量的数据转发任务。而边缘路由器则位于网络的边缘，它们连接着最终用户的设备，负责将数据包转发到核心路由器，或者接收核心路由器传递的数据包。

电路交换与分组交换

在通信网络中，常见的两种交换方式是电路交换和分组交换。

  1. 电路交换：这是一种传统的交换方式，通常用于电话网络中。当你打电话时，电话交换机会为你和对方建立一条专用的通信线路。即使你在通话过程中没有说话，这条线路仍然是专用的，不会被其他人使用。电路交换为每个用户固定分配一定时间段使用信道资源，适用于语音等实时服务。时分复用提供了稳定的通信质量，但在网络负载低时，带宽利用率不高。

  2. 分组交换：这种方式用于现代的互联网和数据通信网络中。在分组交换中，数据被分割成一个个小的数据包（也叫做“数据报”），每个数据包独立地在网络中传输，网络设备根据目的地址将数据包转发到正确的地方。这种方式的优点是高效，不会像电路交换那样浪费资源。分组交换采用存储转发机制，允许多个用户共享带宽，支持统计复用。数据包按照需求发送，且每个数据包都有独立的目标地址。分组交换适用于数据流量较大且不稳定的场景。

骨干网

骨干网是连接不同区域和城市的主要网络，它通常采用高速的光纤连接，保证了大规模的数据传输。

业务网与传输网

业务网：为终端用户提供具体服务，如上网、打电话、访问应用等。其流量需求具有较高的随机性，受用户行为（如访问时间和持续时长）影响。

业务网的用户：是终端用户，直接使用互联网服务（例如浏览网页、使用应用）。

传输网：提供数据传输服务，传输网的用户主要是业务网，通过租赁带宽或物理链路为业务网提供传输支持。其流量需求相对稳定，主要关注的是带宽容量和网络负载。

传输网的用户：通常是业务网，依赖传输网提供的带宽和物理链路支持。

三种自治域关系

流量的随机性

统计复用和时分复用

网络资源与需求

通信网络中有两类重要的概念：资源和需求。

  1. 资源：指的是网络中用来传输数据的硬件和带宽。例如，路由器的输出端口、传输线路、缓存空间等。网络资源是有限的，因此我们需要合理地分配这些资源。

  2. 需求：指的是用户对网络资源的需求量。不同用户可能有不同的需求，例如，有些用户可能需要更高的带宽，有些用户则需要更低的时延。在网络设计中，我们需要根据用户需求来合理分配资源，以确保网络的高效运作。

排队论

在我们学习通信网理论时，排队论是一个非常重要的概念。通过排队论，我们能够研究如何有效地管理和分配网络资源。就像去食堂排队一样，食堂的窗口数和座位数都会影响排队的效率。如果窗口不够多，排队的人数会增加，时间也会更长；反之，如果窗口多，排队的时间就能减少。在网络中，类似的情况也会发生。当数据包在路由器中排队时，缓冲区的大小、路由器的处理能力、传输距离等因素都会影响数据的传输时延。如果网络设备的缓存较小，数据包可能会丢失或延迟；如果缓存过大，可能会导致浪费的情况。

服务质量与阻塞率

服务质量（QoS）是衡量网络性能的一个重要指标。例如，阻塞率是指网络中请求服务的用户中，未能得到服务的比例。低阻塞率非常重要。如果网络的阻塞率过高，用户的体验将大打折扣。

网络服务质量的保证通常依赖于网络的资源配置和管理，例如合理的带宽分配、延时控制和流量管理。

网络成本

总结

通过对业务网和传输网、流量随机性、分组交换与时分复用的讨论，我们可以看出，网络的设计和运营是一个复杂的过程。分组交换和时分复用分别适用于不同类型的流量和服务需求，业务网与传输网各自扮演着不同的角色，但它们相互依赖，共同维持网络的正常运行和高效传输。

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