谈谈网络边缘部分进击的算法工程师-

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