白话数据通信

数据通信网络,很像邮政网络。通过数据通信网络发送信息,很像通过邮政系统寄信件。信件也是信息交换,数据通信网络做的事,也是信息交换。

邮政编码就像三层IP地址,街道门牌号就像二层MAC地址。一个邮政编码管一个区域,送到这个区域的信件,在不同的邮政编码区域之间,邮政系统只识别邮政编码,不看具体门牌号,就相当于数据网络只看IP地址。到了这个邮政编码区域后,往下派发,看街道门牌号,就相当于在一个子网里面,看MAC地址。

邮递员在要记住本邮政编码区域的街道和门牌号,相当于保存MAC地址表。这个区域经常会有新房子建成,门牌号会变化,邮递员就要更新自己的记录。相当于更新MAC地址表。一般不会随时更新这些门牌号,多久更新一次呢,相当于MAC地址老化时间。

而在跨邮政区域之间寄送信件的话,如前面讲的,就只认邮政编码,相当于数据通信网络中的IP地址。具体寄送信件的,会有路径问题。比如从长沙寄信到永州,是从益阳过去呢?还是衡阳过去呢?这个路径规划,相当于数据通信网络里面的路由。到周围每个地方寄信的路径怎么走,相当于通过数据通信网络里面发送信息,要经过很多设备节点,要规划路由表。路由表也有更新和老化的问题。

再说内容。从网上下一个大文件,或者发送一个文件,按照数据通信原理,不是连续一次发完,而是分拆成很多报文,陆续发送这些报文。所以叫分组数据。这个很像你通过邮局发货,你要发一批设备,可能有50箱,每箱上面都有邮政编码,街道号,门牌号,收件人,地址这些。这样的话,每箱设备都可以单独到对方地址,甚至走不同的路径过去,甚至可以到达顺序不一样。到了那边,再收拢排号顺序 ,第一箱,第二箱...这样就完整了。这样,每箱设备就相当于一个报文,每箱设备上到标签,就相当于分组报文的报头。

你寄包裹之前,可能要先给对方联系一下,说我要发包裹来,你准备收一下,腾点地方。这个在数据通信里面,叫先握手。

有时候,你想寄快件,走邮政快递。这个时候,要用特殊的EMS信封或者其他的方法做个记号。在数据通信网络里面,就相当于每个报文打个Tag,一路上的设备看到这个tag,就会优先转发。

大多数发货都是发散件。你的通过邮政快递发包裹,按照事先规划的路线,都要走一圈。一路上,还要上下货,甚至重新派车。每次上下货,都要看标签,安排路径。这些处理,都要耗费时间。在数据通信网络里面,这会造成时延。时延大了,体验感就不好。有时候你想直达专线发货,路上不绕弯,不去上下货,怎么办?走整车专线,包车过去。在数据通信网络里面,这叫VPN。

通过邮政系统发的文件,有时候不是发给具体的某个地址,比如一些文件,要发给每个邮政支局学习。同样的内容,要发很多份,给不同地址。这个在数据通信网络里面,叫广播报文。广播报文多了,叫广播风暴,会搞摊系统。就像邮局里面到公文太多,每个邮政支局都去处理这些破事,来不及办正事了。

每个邮政支局,收到信件,都要堆在那里,重新分拣,看看地址,才知道下一步发到哪里。这个过程,在数据通信里面,叫存储转发。因为数据网络里面到每个节点设备,就相当于一个邮政局。邮政支局人手有限,有时不能马上分拣完,马上转出去。数据网络里面的设备也一样,有时候处理能力有限,处理不过来,也要排队处理。邮政系统的每个节点,有时候做不到马上就转发,要堆在那里放一阵,就需要仓库,或者存放的地方。这个在数据通信里面,叫缓存。缓存的大小,相当于支局仓库的大小。

双十一块到了,有一些邮政网点会爆仓,你去邮局寄东西,就会让你等等再来,晚点再寄。数据网络也一样,一些节点设备处理不过来,你的报文就发不过去,你的网站就迟迟打不开。

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