لبه و هسته شبکه
لبه شبکه شامل میزبانها و شبکههای دسترسی است که برنامهها در آن اجرا میشوند و ترافیک از آنجا منشأ میگیرد، در حالی که هسته شبکه، مجموعهای از مسیریابها و پیوندهایی است که بستهها را بین لبهها منتقل میکند؛ این دو با هم ساختار بزرگمقیاس اینترنت را توصیف میکنند.
Definition
لبه شبکه مجموعهای از سیستمهای پایانی و شبکههای دسترسی است که آنها را به اینترنت متصل میکند؛ هسته شبکه، مجموعهای از سوئیچهای بستهای (مسیریابها) و پیوندهایی است که این شبکههای دسترسی را به هم متصل کرده و ترافیک را بین سیستمهای پایانی ارسال میکند.
Scope
این موضوع به تجزیه ساختاری یک شبکه به لبه و هسته میپردازد. در بخش لبه، سیستمهای پایانی (مشتریان و سرورها) و شبکههای دسترسی — DSL، کابل، فیبر نوری تا منزل، بیسیم و اترنت سازمانی — که آنها را به هم متصل میکنند، مورد بررسی قرار میگیرد. در بخش هسته، مسیریابهای متصل به هم و ساختار لایهبندی شده ارائهدهندگان خدمات اینترنت و نقاط تبادل اینترنت بررسی میشود. این موضوع الگوریتمهای مسیریابی و مکانیزمهای ارسال که در هسته عمل میکنند را شامل نمیشود، زیرا آنها به حوزه لایه شبکه تعلق دارند.
Core questions
- چه سیستمهای پایانی و فناوریهای دسترسی، لبه شبکه را تشکیل میدهند؟
- شبکههای دسترسی خانگی، موبایل و سازمانی چگونه میزبانها را به اینترنت متصل میکنند؟
- چه دستگاهها و پیوندهایی هسته شبکه را تشکیل میدهند؟
- ارائهدهندگان خدمات اینترنت چگونه در لایهها سازماندهی شده و به هم متصل میشوند؟
- نقاط تبادل اینترنت و همتا به همتا (peering) چه نقشی در هسته ایفا میکنند؟
Key concepts
- سیستمهای پایانی (میزبانها)
- شبکههای دسترسی (DSL، کابل، فیبر، بیسیم)
- هسته شبکه
- سوئیچهای بستهای و مسیریابها
- ارائهدهندگان خدمات اینترنت (ISP)
- ISPهای رده ۱، منطقهای و دسترسی
- نقاط تبادل اینترنت
- همتا به همتا (peering) و ترانزیت
Key theories
- تجزیه لبه-هسته
- اینترنت به طور مفیدی به لبهای از سیستمهای پایانی و شبکههای دسترسی، که دادهها در آنجا منشأ میگیرند و خاتمه مییابند، و هستهای از مسیریابها که ترافیک را بین لبهها ارسال میکنند، تقسیم میشود؛ این چارچوب مشخص میکند که برنامهها، فناوری دسترسی و ارسال دادهها در کجا قرار دارند.
- ساختار لایهبندی شده ISP و همتا به همتا (peering)
- هسته به صورت یک سلسله مراتب غیرمتمرکز از ارائهدهندگان دسترسی، منطقهای و ترانزیت جهانی سازماندهی شده است که از طریق روابط ترانزیت و همتا به همتا در نقاط تبادل اینترنت به هم متصل میشوند، یک ساختار اقتصادی و توپولوژیکی که به جای طراحی مرکزی، پدیدار شده است.
Clinical relevance
دیدگاه لبه-هسته زیربنای پرسشهای عملی در مورد دسترسی و اتصال به اینترنت است: انتخاب و تأمین فناوریهای پهنباند، درک اینکه گلوگاهها و محدودیتهای مایل آخر از کجا ناشی میشوند، و استدلال در مورد اینکه چگونه محتوا از طریق لایههای ارائهدهندگان به کاربران میرسد. این دیدگاه چارچوبی برای بحثهای مربوط به بیطرفی شبکه، اختلافات همتا به همتا (peering) و قرار دادن محتوا و محاسبات نزدیکتر به لبه فراهم میکند.
History
آرپانت اولیه هسته کوچکی از پردازندههای پیام رابط داشت که تعداد انگشتشماری از میزبانها را به هم متصل میکرد. با تجاری شدن اینترنت در دهه ۱۹۹۰، بازاری از ارائهدهندگان خدمات اینترنت (ISP) متصل به هم جایگزین ستون فقرات واحد شد و ساختار لایهبندی شده امروزی را با ارائهدهندگان ترانزیت جهانی، شبکههای منطقهای و گسترش فناوریهای دسترسی در لبه، که در نقاط تبادل اینترنت به هم متصل شدهاند، ایجاد کرد.
Key figures
- James F. Kurose
- Keith W. Ross
- Larry L. Peterson
Related topics
Seminal works
- kurose2021
- peterson2021
Frequently asked questions
- تفاوت بین لبه شبکه و هسته شبکه چیست؟
- لبه جایی است که سیستمهای پایانی قرار دارند و دادهها تولید و مصرف میشوند، به همراه پیوندهای دسترسی که آنها را به هم متصل میکنند. هسته، شبکه داخلی از مسیریابها و پیوندهای با ظرفیت بالا است که ترافیک را بین بخشهای مختلف لبه منتقل میکند. برنامهها در لبه اجرا میشوند؛ ارسال دادهها در هسته اتفاق میافتد.
- شبکه دسترسی چیست؟
- شبکه دسترسی، پیوند یا مجموعهای از پیوندها است که یک سیستم پایانی را به اولین مسیریاب ارائهدهنده آن متصل میکند — به عنوان مثال یک خط DSL یا کابل، یک اتصال فیبر نوری تا منزل، یک پیوند سلولی، یا یک شبکه محلی اترنت سازمانی. این 'مایل آخر' بین یک میزبان و اینترنت گستردهتر است.