高级计算机网络考试重点内容八：网络架构(1)

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1、第八部分：网络架构提纲:互联网设计原则互联网设计原则的重新思考分组交换和线路交换实际运行效果的比较8.1互联网设计原则关键问题：如何把复杂的系统功能分解为协议层?哪些功能应该被放在网络的什么地方(边缘or核心)，放在哪一个协议层(protocollayer)?一个功能可以被放置在多个协议层上么?分别在互联网和电话网的背景下回答这些问题brick(dumb)brain(smart)lock(youcan’tgetin)8.1互联网设计原则电话网：哑终端，网络智能8.1互联网设计原则互联网：网络简单，终端复杂8.1互联网设计原则互联网端到端观点(end-endaugment)：把功能放在低层与放在

2、高层相比，可能是多余的或没有价值的；有时，通信系统(低层)提供的不完整版本的功能可以使性能增强。(个人理解：将高层中公共的功能部分提取出来放在低层，有时可以使性能增强)以上两点导致了与电话网络中“哑终端，智能网络”完全相反的设计原理。8.1互联网设计原则可靠文件传输的例子：方案一：每一步都进行可靠性检验，最后进行总的错误检验。方案二：不保证每一步的可靠性，只在端系统中进行总的错误检验和重传。OSAppl.OSAppl.HostAHostBOKchecksum8.1互联网设计原则两个方案讨论：1.方案一是否合理？不合理，这种方案依赖于所有元件的正确行为，如果网络中有一个元件失效或发生错误，就不能

3、保证可靠性传输。2.只保证低层的可靠性通信是否足够？不够，如果端系统硬盘错误，仍不能保证可靠性，因此，仍需要进行最终的正确性检验。综上两个问题，得结论：可以在应用层实现完整的可靠性检验功能，不需要保证低层的可靠性。既然仍需要进行总的可靠性检验，不如放弃低层的可靠性工作，还可以带来效率的提高。8.1互联网设计原则两个方案讨论：3.有没有在低层实现可靠性检验的原因？有，更容易在中间每一跳检查和恢复错误，错误恢复和局部重传花费时间更少。权衡(trade-offs)应用层有更多服务所需要的数据和语义信息，而低层则有更多关于数据传输的约束信息(如分组的长度信息等)。这些trade-offs是分层的直接结

4、果。8.1互联网设计原则-端到端观点分析1.网络层提供了一个简单的服务：尽力而为的分组传输服务。2.网络边缘的传输层(TCP)提供了端到端的错误控制(虽然很多应用程序可以提供自己的错误控制，但该功能被很多应用程序使用，将其放到传输层可以提高性能)。3.所有其他功能：应用层功能，网络服务DNS，都在应用层上实现。8.1互联网设计原则-端到端观点分析4.拥塞控制和流量控制为什么在传输层实现，而不是在应用层和链路层实现？(1)为什么放在传输层实现而不在应用层？很多应用程序需要拥塞控制，但不需要每个程序都来做这件事，而且有的程序并不关心有没有拥塞控制，认为这是网络的事情，因此放在应用层不合适，放在传输

5、层可提高性能。拥塞控制只负责那些基于TCP的应用程序数据传输，且只要使用了TCP，就必须使用拥塞控制，这是统一的代价。8.1互联网设计原则-端到端观点分析(2)是否有放在应用层实现的理由？流量控制：应用层知道什么时候、如何将数据在拥塞时放弃。拥塞控制：应用层可以做TCP友好拥塞控制(TCP-friendlycc)。(3)为什么不放在链路层？放到链路层意味着所有的应用程序都必须使用流量拥塞控制，但不是所有应用程序都需要；链路层中的流量、拥塞信息来自端系统，每一条连接都需要对其状态信息进行控制，链路层层次太低，无法区分和控制，因此不合适。8.1互联网设计原则-端到端观点端到端观点描述：1.一种描述

6、：只有在端系统的应用层的知识和帮助下，一个功能才能被完整和正确的实现。2.另一种描述(更加准确)：一个系统或者子系统只有在功能被完整和正确的实现时才会考虑这些功能，只有部分实现是没有意义的。3.供选择的描述：如果应用层可以正确的实现一个功能，只有在可以提高性能的情况下可以将该功能放到低层实现。4.总结：如果在底层不能够完整地实现一种功能，把它放到高层去做；但是都放在应用层实现也有问题，将应用层比较公共的服务抽出来，放在传输层，在端系统做这个事情比较合适。8.1互联网设计原则-端到端观点关键问题：端到端原则强调：功能放置问题功能正确性，完整性整个系统的代价原则：如果应用层可以实现一个功能，不要放

7、到低层去做，应用程序最清楚自己需要什么；把功能放到低层只在(1)可以提高性能(2)不会影响其他应用程序的情况下可以；允许性价比折衷8.1互联网设计原则-端到端观点讨论：端到端观点强调了正确性和完整性，却没有强调以下几点，虽然以下都是事实：复杂性：复杂性在边缘，形成了简单的网络构架；可发展性：引入新的应用比改进路由器要简单，即便于引入新的应用；技术渗透：简单的网络层结构是的IP的推广更加容易。8.1