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  • 端到端通信
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    2020-07-02 17:34:34

    计算机网络中端到端与点到点的区别

    OSI模型上的区别

    直白点说点到点通信就是底三层的通信,说到点到点通信,答:物理层,数据链路层,网络层没得跑。准没错。
    说到端到端通信。答:传输层以及其上的通信。

    在谈谈我自己的理解

    在有一篇文章中说到,其实你可以把传输层看作是你的领导,下面的物理层,链路层,网络层都可以看成是员工,领导只关心任务的目的和结果,过程是员工的事情。

    也就是说,端到端通信其实就是规定开头与结果。中间过程并不关心。其实中间的过程实现就是点到点通信了。我觉得也可以理解为一堆的点到点通信组成了端到端通信。譬如a->b->c>-d,端到端通信只知道a发送到了d,但是并不知道中间还经过了bc,这之间一段一段的通信就是点到点通信。

    端到端通信需要从连接建立到最后接收端接收到为止。
    优点:可以保证接收端一定可以接收到消息。中间过程不需要存储转发,中间过程的时延较小。
    缺点:端到端通信需要等到接收端收到消息后才能进行下一次通信,可能会造成发送端设备浪费。
    二是如果接收端宕机,端到端通信不可完成。

    很多的点到点通信构成了端到端通信。
    优点:发送端发送完消息后任务完成,避免发送端资源浪费。
    点到点通信有存储转发的功能,即便接收端宕机也可以存储转发进行缓冲。
    缺点:数据发送之后并不能保证接收端收到或者何时收到。

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    本文分享自华为云社区《基于深度学习的端到端通信系统模型》,原文作者:技术火炬手。

    现代的通信领域是基于信号处理算法建立起来的,其有比较完整的统计学和信息论基础,并可以被证明是最优的。这些算法通常是线性的、稳定的,并拥有高斯统计特性。

    但是,一个实际的通信系统,大部分模块都是非线性的,只能被这些算法近似地描述。

    现有的通信系统设计是模块化的,信道处理的过程被分为一系列子模块,每个子模块具有独立的处理函数,如信源编码、信道编码、调制、信道估计、信道均衡等等。

    这样的设计从实际工程上来说,实现更简单;但不能保证端到端最优。使用传统方法来实现端到端一体系统是非常复杂的。由于深度学习的发展,基于自编码器的通信系统设计是一种全新的思路。

    神经网络通过大量训练样本学习数据的分布,然后预测结果;可以用于端到端系统做联合优化,相比现有方法可以做到更优。基于深度学习的端到端通信系统模型可以分为两类:确定信道模型与未知信道模型。

    确定信道模型的端到端系统

    O'Shea1 提出了一种使用深度神经网络的自编码器来实现端到端通信系统。
    通信系统可以看着为如下模型:

    源数据 ss 通过信源编码和信道编码后为 xx,然后经信道 ChannelChannel 传输;信道传输中会带来噪声,对端接收后为 yy;经解码得到 \hat{s}s^。

    这个过程可以看着是一个自编码过程:子编码器从一个低维度角度对数据进行描述,并允许重建后的数据有少量误差。

    从这个角度来看,自编码器如同非线性压缩和重建输入工程。作者在信道中加入高斯白噪声进行训练,实现一个端到端通信系统。

    系统模型如下图所示:

    优化器使用 SGD;深度网络采用全连接层。

    之后,O'Shea2 将自编码器模型推广到瑞利衰落信道的 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 系统。

    Erpek3 将自编码模型推广到有干扰(包括瑞利衰减)的 MIMO 系统,并使用两个公用同一信道的自编码器来联合训练消除干扰。

    其系统模型如下图所示:

    未知信道模型的端到端系统

    在现实世界中,往往难以获取真实信道的分布函数,需要考虑在未知信道信息的情况下进行训练。

    现有方法分为三类:强化学习、GAN 与元学习。

    强化学习

    Aoudia4 提出了一种基于强化学习的端到端通信系统以解决信道信息未知的传输问题。
    接收端作为一个有监督的学习过程,如下图所示:

    发射端作为强化学习的过程,目标为最小化接收端损失,如下图所示:

    GAN

    Ye5 提出了一种基于 GAN 网络的端到端通信系统以解决信道信息未知的传输问题。使用有条件的 GAN 神经网络,即在训练时加入干扰(如高斯白噪声、瑞利衰减等)。

    系统如下图所示:

    元学习

    元学习6 也可以实现信道模型未知条件下的端到端的通信系统。

    在信道未知的情况下,假定有一个包含一组预设信道模型的集合,网络在该集合上执行元学习,训练后得到的模型可以在很小的样本数或迭代次数下收敛并适应新信道。

    1. [2017 TCCN]
      An Introduction to Deep Learning for the Physical Layer
    2. [2017]
      Deep Learning Based MIMO Communications
    3. [2018 ICC]
      Learning a Physical Layer Scheme for the MIMO Interference Channel
    4. [2018 ACSSC]
      End-to-End Learning of Communications Systems Without a Channel Model
    5. [2020 TWC]
      Deep Learning-Based End-to-End Wireless Communication Systems With Conditional GANs as Unknown Channels
    6. [2017 ICML]
      Model-Agnostic Meta-Learning for Fast Adaptation of Deep Networks

     

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  • 端到端通信是针对传输层来说的,它是一个网络连接,指的是在数据传输之前,在发送端与接收端之间(忽略中间有多少设备)为数据的传输建立一条链路,链路建立以后,发送端就可以发送数据,知道数据发送完毕,接收端...

    回答1:

    点到点是物理拓扑,如光纤,就必须是点到点连接,DDN专线也是,即两头各一个机器中间不能有机器。
    点到点是网络层的,你传输层只认为我的数据是从a直接到e的,但实际不是这样的,打个比方,传输层好象领导,他发布命令:要干什么什么事,但真正干的不是他,真正干的是员工,也许领导认为很简单一句话就可以干好的事,在员工眼里却是难于登天,手续极其烦琐,所以传输层是发布命令的领导,他说的是命令,也就是最终的目的,所以他只看到最初的地址和最终的地址,既一个任务的两个端点,网络层就相当于员工,领导的任务我要一步一步的作完,先从a到b,在从b到 c...,所以他看到的只是整个任务的一个阶段,a到b,b到c...这就是点到点。

    端到端是网络连接。网络要通信,必须建立连接,不管有多远,中间有多少机器,都必须在两头(源和目的)间建立连接,一旦连接建立起来,就说已经是端到端连接了,即端到端是逻辑链路,这条路可能经过了很复杂的物理路线,但两端主机不管,只认为是有两端的连接,而且一旦通信完成,这个连接就释放了,物理线路可能又被别的应用用来建立连接了。TCP就是用来建立这种端到端连接的一个具体协议,SPX也是。
    端到端是传输层的,你比如你要将数据从A传送到E,中间可能经过A->B->C->D->E,对于传输层来说他并不知道b,c,d的存在,他只认为我的报文数据是从a直接到e的,这就叫做端到端。
    总之,一句话概括就是端到端是由无数的点到点实现和组成的。
    ------------------------------------------------------------------------------------------
    端到端与点到点是针对网络中传输的两端设备间的关系而言的。端到端传输指的是在数据传输前,经过各种各样的交换设备,在两端设备问建立一条链路,就象它们是直接相连的一样,链路建立后,发送端就可以发送数据,直至数据发送完毕,接收端确认接收成功。点到点系统指的是发送端把数据传给与它直接相连的设备,这台设备在合适的时候又把数据传给与之直接相连的下一台设备,通过一台一台直接相连的设备,把数据传到接收端。
    端到端传输的优点是链路建立后,发送端知道接收设备一定能收到,而且经过中间交换设备时不需要进行存储转发,因此传输延迟小。端到端传输的缺点是直到接收端收到数据为止,发送端的设备一直要参与传输。如果整个传输的延迟很长,那么对发送端的设备造成很大的浪费。端到端传输的另.一个缺点是如果接收设备关机或故障,那么端到端传输不可能实现。
    点到点传输的优点是发送端设备送出数据后,它的任务已经完成,不需要参与整个传输过程,这样不会浪费发送端设备的资源。另外,即使接收端设备关机或故障,点到点传输也可以采用存储转发技术进行缓冲。点到点传输的缺点是发送端发出数据后,不知道接收端能否收到或何时能收到数据。
    在一个网络系统的不同分层中,可能用到端到端传输,也可能用到点到点传输。如Internet网,IP及以下各层采用点到点传输,4层以上采用端到端传输。

    原文:https://zhidao.baidu.com/question/152283922.html

     

    回答2:

    数据传输的可靠性是通过数据链路层和网络层的点对点和传输层的端对端保证的。端到端与点到点是针对网络中传输的两端设备间的关系而言的。

    端到端通信

    端到端通信是针对传输层来说的,它是一个网络连接,指的是在数据传输之前,在发送端与接收端之间(忽略中间有多少设备)为数据的传输建立一条链路,链路建立以后,发送端就可以发送数据,知道数据发送完毕,接收端确认接收成功。 也就是说在数据传输之前,先为数据的传输开辟一条通道,然后在进行传输。从发送端发出数据到接收端接收完毕,结束。

    端到端的优点:

    链路建立之后,发送端知道接收端一定能收到,而且经过中间交换设备时不需要进行存储转发,因此传输延迟小。

    端到端传输的缺点:

    (1)直到接收端收到数据为止,发送端的设备一直要参与传输。如果整个传输的延迟很长,那么对发送端的设备造成很大的浪费。

    (2)如果接收设备关机或故障,那么端到端传输不可能实现。

    点到点通信

    点到点通信是针对数据链路层或网络层来说的,点对点是基于MAC地址和或者IP地址,是指一个设备发数据给与该这边直接连接的其他设备,这台设备又在合适的时候将数据传递给与它相连的下一个设备,通过一台一台直接相连的设备把数据传递到接收端。

    点到点的优点:

    (1)发送端设备送出数据后,它的任务已经完成,不需要参与整个传输过程,这样不会浪费发送端设备的资源。

    (2)即使接收端设备关机或故障,点到点传输也可以采用存储转发技术进行缓冲。

    点到点的缺点:

    点到点传输的缺点是发送端发出数据后,不知道接收端能否收到或何时能收到数据。 


    在一个网络系统的不同分层中,可能用到端到端传输,也可能用到点到点传输。如Internet网,IP及以下各层采用点到点传输,4层以上采用端到端传输。



    原文:https://blog.csdn.net/qq_34940959/article/details/78583993 
     

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    数据的端到端通信:
    1、封装:encapsulation
    2、解封装:de-encapsulation

    端到端的通信:

    源端和目的端之间交互数据之前要完成两件事儿:
    1、建立基于TCP/UDP的传输层虚电路
    2、源端进行数据的逐层封装
    3、目的端进行数据的逐层解封装

    -----------------------------------------------------------------------

    OSI七层模型:

    layer 1:物理层:进行比特流传输
    layer 2:数据链路层:提供介质访问和链路管理
    layer 3:网络层:寻址和路由选择
    layer 4:传输层:建立主机端到端连接
    layer 5:会话层:建立、维护、管理会话
    layer 6:表示层:处理数据格式以及数据加密
    layer 7:应用层:提供了应用程序之间的通信

    OSI七层每一层具备不同的功能和能力帮助实现端到端的网络通信。

    layer7 ——>layer 1:封装过程
    layer1——>layer 7:解封装过程

    应用层、表示层、会话层:用于负责主机之间的数据传输
    网络层、数据链路层、物理层:负责网络传输
    传输层:建立端到端连接

    OSI(open system interconnnection reference model )
    开放系统互联参考模型

    OSI七层模型的工作原理:

    主机和主机之间交互数据,源端通过应用层生成数据,经过表示层对数据进行格式化和加密,经过会话层进行编号,通过传输层选择tcp协议或者udp协议进行端到端连接的建立,通过网络层封装上源IP地址和目的IP地址,通过数据链路层封装源mac和目的mac,最终编译成二进制比特流在网络中传输。

    任何网络设备在传输数据之前要查询路由表(routing-table),路由表记录了当前设备到达目的网络的路径信息,有明细的路径信息,就可以转发,没有路径信息,直接将数据包丢弃。

    确保路由表中有到达目的网络的路由,网络设备会继续检查ARP缓存表(arp cache table),去检索有没有下一跳直接相连的网关设备的mac地址,用于在数据链路层进行目的mac的封装,形成完整的二层数据帧头,如果有,则直接封装转发,如果没有,则丢弃数据。

    传输层交互的是段
    网络层交互的是包
    数据链路层交互的是帧
    物理层交互的是bit


    OSI 7层模型优化后,成为了一个可以被实践的4层协议栈
    TCP/IP 四层模型

    layer 4:应用层
    layer 3:传输层
    layer 2:网络层(互联网层)
    layer 1:网络接口层

    -------------------------------------------------------------------------
    路由器能够将数据继续转发到目的地,关键在于查找本地的路由表,路由表中有到达目的网络的路由信息,则可以继续转发,否则直接将数据包丢弃。

    静态路由:工程师在路由器上【手工】指定路由信息,告诉路由器去往目的网络的路径信息。
    static route

    动态路由:RIP、OSPF、ISIS、BGP、EIGRP

    GNS3配置

    静态路由的配置方法:

    语法:
    ip route + 目的网络 + 子网掩码 + 下一跳设备的IP/本地出接口

    默认路由的语法:

    ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 +下一跳设备的IP/本地出接口
    //0.0.0.0 0.0.0.0代表的含义是 任何网络any

    R1#    特权模式,可以ping,可以show,可以查看
    R1(config)#    全局模式,可以做所以的配置
    exit    退出当前模式,到上一级模式
    end    直接退出到特权模式
    R1(config-if)#    接口模式,可以配置ip地址等等
    ctrl+Z    快捷键,直接退出到特权模式
    R1#show ip int brief    查看接口配置信息,检查是否处于双UP状态
     

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空空如也

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端到端通信