5G上网,与Wi-Fi上网有何区别?

最近学习计算机网络和通信网络学的很晕,我想知道电脑上网和手机上网是一样的吗?
主要想搞清楚,他们的数据包都是通过A终端层层下来给物理层,然后传出去,给路由器,路由器在通过物理层、数据链路层、网络层处理之后再网络层、数据链路层、物理层这样再传给下一个路由吗?可是手机接入网络的时候通过基站,要经过什么核心网啊什么之类的,那这些又代表着什么呢?
 
 

5G上网,与Wi-Fi上网有何区别?

 
在同一个网络下,电脑可以插上网线上网,还可以使用WIFI无线上网。对于用户来说几乎感觉不到什么任何区别。这两种上网的方式的差别仅仅是传输介质的不同,前者是网线,后者是空气。
 
为了让IP报文适配到这些物理介质,还需要在IP报文的外层添加一个物理介质相配套的数据链路层。链路层标准格式分别为802.3、802.11
 
光添加数据链路层还不行,还需要将IP报文(0和1自由组合的二进制序列)调制成介质上可以传播的电磁信号。接收方将电磁信号通过一系列操作再尝试还原出0、1的二进制序列。然后再做数据完整性校验,如果校验出错,接收方就要把数据丢了。
 
自然就会有一个问题,谁来重传这个丢失的报文?
 
无线和有线的区别就来了。无线是数据链路层来重传这个丢失的报文,因为无线需要对每一个数据报文进行确认,如果没有接收到确认,发送方的数据链路层就需要重传。可以周期重传多次直到到达上限而放弃重传。看到这里是不是有种似曾相识的感觉?是的,TCP也是这样的!
 
上文中的发送方主机是IP报文的源IP地址所代表的主机吗?
 
可能是,也可能不是。
 
有线呢,链路层不重传数据,一般是IP报文的源IP所代表的主机的TCP层或者应用层来重传IP报文。
 
Okay,除了以上的区别,包括:
 
  • 传输介质(物理层)
  • 调制/解调制技术(物理层)
  • 数据链路层协议(数据链路层)
  • 数据重传机制(数据链路层)
其它的网络层、传输层以及应用层没有任何区别,这就是网络分层在现实生活中最好的应用。
 
当手机从WI-FI网络切换到4G网络时,对于手机来说,以下元素发生了改变:
 
  • 无线频段 (物理层)
  • 调制/解调制技术 (物理层)
  • 数据链路层协议 (数据链路层)
以上改变的元素依然局限于物理层及数据链路层。其它的统统没有改变,包括网络层及以上所有应用。这是另一个网络分层最好的例证,无论网络如何切换,我们都可以自由自在的上网。
 
企业或者家庭使用无线上网,解决的是最后100米的问题。而使用4G/5G上网,解决的是最后1KM的问题。两者的差别仅仅是传输距离的大小。这是从普通用户看到的视野。
 
从运营商的视野看,其实和普通用户差不多。一旦4G用户手机的无线信号被基站(AP)成功接收,那么接下来的数据传输就全部发生在有线的环境里了。基站会通过光纤将用户的报文传输到运营商的有线网络里。需要认证用户的身份、分配IP、流量统计、数据交换。如果用户访问的是互联网,还需要将用户的10.x.x.x IP地址做地址转换(NAT),以运营商的公网IP的身份进入互联网。其实和企业、家庭的无线网络没有本质的差别,普通的无线局域网也是这些套路。
 
当然4G网络为了提供优质的服务,需要优化移动漫游服务。比如用户正在高铁上视频通话,随着高铁的移动,用户连接的基站不断的变换,如何保证用户的通话不断?
 
4G链路层采用加密技术,手机与第一个基站共享加密/解密的Key,双方都可以加密、解密数据。当手机漫游到第二个基站的时候,第二个基站如果也知道这个Key,那么就是无缝漫游,用户可以和第二个基站使用这个Key收发数据。可是第二个基站如何知道这个Key呢?
 
如果第二个基站不知道这个Key,那么手机就需要与第二个基站重新协商Key,这个过程稍稍漫长,可能意味着丢包,用户能明显感受到通话断了一段时间。
 
另外,如果基站对于用户的加密报文压根不解密,而是直接将用户流量使用GTP隧道传输到网关上,那么是不是意味着所有的AP都不需要用户Key了?
 
是的,但是这将会把所有的数据加密、解密的重担全部压在网关的身上,会成为数据转发的瓶颈。
 
最后的问题:第二个基站以及后续的所有基站,如何获得用户正在使用的Key(与第一个AP共享的Key)呢?
 
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来源:车小胖谈网络,本文观点不代表自营销立场,网址:https://www.zyxiao.com/p/128301

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