Biên và Lõi Mạng

Biên mạng bao gồm các máy chủ và mạng truy cập nơi các ứng dụng chạy và lưu lượng truy cập phát sinh, trong khi lõi mạng là mạng lưới các bộ định tuyến và liên kết truyền gói tin giữa các biên; cùng với nhau, chúng mô tả cấu trúc quy mô lớn của Internet.

Definition

Biên mạng là tập hợp các hệ thống đầu cuối và các mạng truy cập kết nối chúng với Internet; lõi mạng là mạng lưới các bộ chuyển mạch gói (bộ định tuyến) và các liên kết kết nối các mạng truy cập này và chuyển tiếp lưu lượng truy cập giữa các hệ thống đầu cuối.

Scope

Chủ đề này bao gồm sự phân tách cấu trúc của một mạng thành biên và lõi. Ở biên, nó đề cập đến các hệ thống đầu cuối (máy khách và máy chủ) và các mạng truy cập — DSL, cáp, cáp quang đến tận nhà, không dây và Ethernet doanh nghiệp — kết nối chúng. Ở lõi, nó đề cập đến các bộ định tuyến được kết nối và cấu trúc phân cấp của các nhà cung cấp dịch vụ Internet và các điểm trao đổi Internet. Nó không bao gồm các thuật toán định tuyến và cơ chế chuyển tiếp hoạt động trong lõi, vốn thuộc về lĩnh vực lớp mạng.

Core questions

• Những hệ thống đầu cuối và công nghệ truy cập nào tạo nên biên mạng?
• Các mạng truy cập dân cư, di động và doanh nghiệp kết nối máy chủ với Internet như thế nào?
• Những thiết bị và liên kết nào cấu thành lõi mạng?
• Các nhà cung cấp dịch vụ Internet được tổ chức thành các cấp và kết nối với nhau như thế nào?
• Các điểm trao đổi Internet và ngang hàng đóng vai trò gì trong lõi?

Key concepts

• hệ thống đầu cuối (máy chủ)
• mạng truy cập (DSL, cáp, cáp quang, không dây)
• lõi mạng
• bộ chuyển mạch gói và bộ định tuyến
• nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP)
• ISP cấp 1, khu vực và truy cập
• điểm trao đổi Internet
• ngang hàng và đường truyền

Key theories

Phân tách biên-lõi

Internet được phân chia hữu ích thành một biên gồm các hệ thống đầu cuối và mạng truy cập, nơi dữ liệu phát sinh và kết thúc, và một lõi gồm các bộ định tuyến chuyển tiếp lưu lượng truy cập giữa các biên; khung này làm rõ nơi các ứng dụng, công nghệ truy cập và chuyển tiếp tồn tại.

Cấu trúc ISP phân cấp và ngang hàng

Lõi được tổ chức như một hệ thống phân cấp lỏng lẻo của các nhà cung cấp truy cập, khu vực và đường truyền toàn cầu được kết nối thông qua các mối quan hệ đường truyền và ngang hàng tại các điểm trao đổi Internet, một cấu trúc kinh tế và địa hình đã hình thành thay vì được thiết kế tập trung.

Clinical relevance

Quan điểm biên-lõi là nền tảng cho các câu hỏi thực tế về truy cập và kết nối Internet: lựa chọn và cung cấp công nghệ băng thông rộng, hiểu rõ nơi phát sinh các nút thắt cổ chai và giới hạn dặm cuối, và lý giải cách nội dung đến tay người dùng thông qua các cấp nhà cung cấp. Nó định hình các cuộc thảo luận về tính trung lập của mạng, tranh chấp ngang hàng và việc đặt nội dung và tính toán gần biên hơn.

History

ARPANET ban đầu có một lõi nhỏ gồm các bộ xử lý thông điệp giao diện kết nối một số ít máy chủ. Khi Internet thương mại hóa vào những năm 1990, một thị trường các ISP được kết nối đã thay thế xương sống duy nhất, tạo ra cấu trúc phân cấp ngày nay với các nhà cung cấp đường truyền toàn cầu, mạng khu vực và sự phát triển mạnh mẽ của các công nghệ truy cập ở biên, được kết nối với nhau tại các điểm trao đổi Internet.

Key figures

• James F. Kurose
• Keith W. Ross
• Larry L. Peterson

Seminal works

• kurose2021
• peterson2021

Frequently asked questions

Sự khác biệt giữa biên mạng và lõi mạng là gì?

Biên là nơi các hệ thống đầu cuối tồn tại và nơi dữ liệu được tạo ra và tiêu thụ, cùng với các liên kết truy cập kết nối chúng. Lõi là mạng lưới bên trong của các bộ định tuyến và các liên kết dung lượng cao truyền lưu lượng truy cập giữa các phần khác nhau của biên. Các ứng dụng chạy ở biên; việc chuyển tiếp xảy ra ở lõi.

Mạng truy cập là gì?

Mạng truy cập là liên kết hoặc tập hợp các liên kết kết nối một hệ thống đầu cuối với bộ định tuyến đầu tiên của nhà cung cấp — ví dụ như đường dây DSL hoặc cáp, kết nối cáp quang đến tận nhà, liên kết di động hoặc mạng LAN Ethernet doanh nghiệp. Đó là 'dặm cuối' giữa một máy chủ và Internet rộng lớn hơn.