




版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領
文檔簡介
計算機與信息學障—_
第一章網絡概述
河海大學《計算機網絡》45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
河洛火修計算機與信息學院一
要求
?了解:計算機網絡的形成與發展過程
?掌握:計算機網絡的定義與分類
?掌握:計算機網絡組成、功能
?了解:計算機網絡常用術語
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥阿脩大號計算機與信息學院
1.1計算機網絡的發展
□1、計算機網絡的發展
□2、計算機網絡定義
□3、Internet的發展
□4、中國互聯網的發展狀況
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
計算機與信息學院
1、計算機網絡的發展
?通信與計算機結合一-計算機網絡的產生
1954年誕生了叫做收發器的終端,實現了遠程終端與計算
機相連,計算機與通信的集合就這樣開始了。
主機、前端機
電話線立注以辿主機
工—□-§
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
計算機與信息學院一_
1、計算機網絡的發展
存在問題:
□主機負荷過重,從而導致響應時間過長;
□終端速度低,操作時間長,因而占用通信線路
的時間也長,故通信代價極高;
□單個計算機集中系統的可靠性較低,一旦主機
出現故障,將導致整個系統的癱瘓。
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
計算機與信息學院一
1、計算機網絡的發展
?分組交換網的出現
分組交換也叫包交換。(6夕年代)
1969年12月,美國的
分組交換網ARPANET(
當時4個結點)投入運
行。從此,計算機網
D絡的發展就進入了一
交換機個嶄新的時代。
中繼線
用戶線現在大家都公認
\交換機
ARPANET為分組交換
網之父,并將分組交
換網的出現作為現代
電信時代的開始。
濯1-4電路交換的不意圖
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
尊河豚火修計算機與信息學院
1、計算機網絡的發展
分組交換網的特點
通常我們將放發送的整塊數據稱為一個報文。在發送報文之前,先將較
長的報文劃分成為一個個更小的等長數據段,例如,每個數據段為1024
比特。在每一個數據段的前面,加上首部后,就構成了一個分組。分組
又稱為“包”。分組中的首部是非常重要的,因為正是分組的首部才包
含了諸如目的地址和源地址等重要控制信息,而分組交換網只有從分組
的首部才能獲知應將此分組發往何處。
報文
發送在前
圖1-5分組的概念
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
(a)核心能分的路由器把網絡互逐起來(b>核心部分中的M格可用條斑路表不
圖1-11分組交換的示意圖
?計算機網絡體系的形成(70年代)
計算機網絡是個非常復雜的系統。
1975年,IBM發布系統網絡體系結構(SNA)
為了計算機互連,ISO組織于1977年發布了“開發系統互連基本參考
模型"--OSI/RM
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
計算機與信息學
1、計算機網絡的發展
在這一階段,計算機網絡朝著具有統一的體系結構,遵循國際標準化協議
的方向發展。用戶可以把計算機網絡看作一個大的計算機系統,用戶不必
了解這個網絡是由哪些子系統構成,可以用簡單的方式訪問被授權的資源
,真正實現透明的資源共享。Internet的出現,使這種共享達到了至善至
美的境界。
?InterNet成為世界上最大的計算機網絡
1983年ARPANET有300臺計算機,1984分成二個網絡(民用和軍事),民
用網絡發展成InterNet網絡。(80年代)
?新一代計算機網絡一-B-lSDN(90年代)
N-ISDN—窄帶綜合業務數字網(傳輸速度不高)
B-ISDN--寬帶綜合業務數字網(傳輸速度高)
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
尊河豚火修計算機與信息學院
2計算機網絡定義
令內環
AIM
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
計算機與信息學
2計算機網絡定義
計算機網絡定義:(資源共享的角度)
把分布在不同地理位置的計算機,通過通信
系統連接起來,達到資源共享的計算機系統。
計算機網絡的基本特征主要表現在:
1.計算機網絡建立的目的是實現計算機資源共享
2.計算機是分布在不同地理位置的多臺獨立的“自治計算機”
3.連網計算機必須遵循全網統一的網絡協議
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
計算機與信息學
2計算機網絡定義
計算機網絡(ComputerNetwork):
把地理上分散的多臺自治計算機互連的集合O
自治計算機這一概念排除了網絡系統中主
從關系的可能性。計算機互連必須遵循約
4C<*XAM
定的通信(網絡)協議,由通信設備、通計算機科學技術
信鏈路及網絡軟件實現。計算機網絡可實百科仝書
現信息交互、資源共享、協同工作及在線
處理等功能。
zr?■
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥阿脩大號計算機與信息學院
3、Internet的發展
□什么是互聯網?
一些相互連接的計算機網絡的集合(網
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
嘻眄洛夫專計算機與信息學院一_
3、Internet的發展
□Internet網絡(因特網)
internet是普通名詞
■泛指一般的互聯網
Internet是專有名詞
■世界范圍的互聯網
■使用TCP/1P協議族
■前身是美國的阿帕網ARPANET
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥阿脩大號計算機與信息學院
4、中國互聯網的發展狀況
四大公用數據通信網:
1)公用分組交換數據網(ChinaPAC)93年
2)公用數字數據網(ChinaDDN)94年
3)公用幀中繼網(ChinaFRN)94年
4)公用計算機互聯網(ChinaNet)95年
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥阿脩大號計算機與信息學院
4、中國互聯網的發霆狀況
十大運行網絡商USP)
(1)中國公用計算機互聯網CHINANETf物融基
(2)中國教育和科研計算機網CERNET
(3)中國科學技術網CSTNET
(4)中國聯通互聯網UNINET
(5)中國網通公用互聯網CNCNET
(6)中國國際經濟貿易互聯網CIETNET
(7)中國移動互聯網CMNET
(8)中國長城互聯網CGWNET
(9)中國衛星集團互聯網CSNET
(10)中國電信集團公司CTCC
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
1.2計算機網絡的之類
由于計算機網絡的廣泛使用,目前在世界上已
出現了多種形式的計算機網絡,可以從不同的角度
對它們進行分類,如根據其地理覆蓋范圍的大小,
可將計算機網絡分成廣域網和局域網;根據網絡拓
撲結構的不同,又可將網絡分成星型網、樹型網、
總線型網、環型網和網狀型網等,還可從交換方式
或控制方式等方面進行分類。
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
計算機與信息學院一_
根據網絡的覆蓋范圍進行分類
計算機網絡按照其覆蓋的地理范圍進行分類,可以很好
地反映不同類型網絡的技術特征。由于網絡覆蓋的地理
范圍不同,它們所采用的傳輸技術也就不同,因而形成
了不同的網絡技術特點與網絡服務功能。
按覆蓋的地理范圍進行分類,計算機網絡可以分為:
1廣域網WAN(WideAreaNetwork)
2城域網MAN(MetropolitanAreaNetwork)
3局域網LAN(LocalAreaNetwork)
4個域網PAN(PersonaIAreaNetwork)
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
計算機與信息學院一一
1、廣域網--WAN
廣域網也稱為遠程網。它所覆蓋的地理
范圍從幾十公里到幾千公里。廣域網覆蓋一
個國家、地區,或橫跨幾個洲,形成國際性
的遠程網絡。廣域網的通信子網主要使用分
組交換技術。廣域網的通信子網可以利用公
用分組交換網、衛星通信網和無線分組交換
網,它將分布在不同地區的計算機系統互連
起來.達到資源共享的目的。WAN的特點:
?網絡覆蓋范圍廣
?傳輸速度低
?通信設備屬國家所有
?對入網計算機不作限制
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
計算機與信息學院一_
2、城域網-MAN
城市地區網絡常簡稱為Headquarter
城域網。城域網是介于廣
域網與局域網之間的一種
高速網絡。城域網設計的
目標是要滿足幾十公里范
圍內的企業、機關、公司
的多個局域網互連的需求
,以實現大量用戶之間的
數據、語音、圖形與視頻
等多種信息的傳輸功能。
SalesR&DGroup1
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
計算機與信息學院一
3、局域網--LAN
局域網用于將有限范圍內(如一個實驗
室、一棟大樓、一個校園)的各種計算
機、終端與外部設備互連成網。局域網
技術發展迅速,應用日益廣泛,是計算
機網絡中最活躍的領域之一。
LAN的特點:
□地理覆蓋范圍小
口傳輸速率高
口設備為單位或個人所有
口入網計算機大多為PC
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
河洛火修計算機與信息學院一
根據網絡的覆蓋范圍進行分類
處理器之間處理器所在例十
距誨位置
1米一米見方個域網
網絡姑樹指
10米同一個房間
100米同林建筑物A局域網
1公里問一個園區
RTR教育城域網
10公里同一座城市城域網
100公里同一個國家
;>廣域網
1000公里同一個大陸J
10000公里同一個行星互聯網
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥阿脩大號計算機與信息學院
根據網絡的拓撲結構進行分類
根據計算機系統之間的幾何連接形式或網絡的拓撲結構,
可把計算機網絡分成以下五類:星型、樹型、總線型、環
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
河洛火修計算機與信息學院一
按網絡控制方式分類
1、集中式計算機網絡
2、分布式計算機網絡
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
管眄洛夫差計算機與信息學院
按網絡控制方式分委
計算機網絡分為集中式和分布式麗網絡:
1、集中式計算機網絡
這種網絡的處理和控制功能都高度集中在一個或少數幾個結點
上,所有的信息流都必須經過這些結點之一,因此,這些結點
是網絡的處理和控制中心,而其余的大多數結點則有較少的處
理和控制功能。前面所介紹的星型網絡和樹型網狀都是典型的
集中式網絡。
優點是:實現簡單,其網絡操作系統很容易從傳統的分時操作系
統經適當地擴充和改造而成。
缺點:實時性差、可靠性低、缺乏較好的可擴充性和靈活性。
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥阿脩大號計算機與信息學院
按網絡控制方式分類與
s*T
2、分布式計算機網絡b
在這種網絡中,不存在一個處理和控制中心。網絡中的任
一結點都至少和另外兩個結點相連接,信息從一個結點到達
另一結點時,可能有多條路徑。同時,網絡中的各個結點均
以平等地位相互協調工作和交換信息,并可共同完成一個大
型任務。前述的分組交換網、網狀型網絡都屬于分布式網絡。
優點:信息處理的分布性、可靠性高、可擴充性及靈活性好
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥河豚大筆計算機與信息學院
1.3計算機網絡的組成
根據網絡的定義,一個典型的計算機網絡主要
是由計算機系統、數據通信系統、網絡軟件及協
議三大部分組成。計算機系統是網絡的基本模塊,
為網絡內的其他計算機提供共享資源;數據通信
系統是連接網絡基本模塊的橋梁,它提供各種連
接技術和信息交換技術;網絡軟件是網絡的組織
者和管理者,在網絡協議的支持下,為網絡用戶
提供各種服務。
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥河豚大筆計算機與信息學院
1.計算機系統
計算機系統主要完成數據信息的收集、存儲、處理和輸出
任務,并提供各種網絡資源。計算機系統根據在網絡中的
用途可分為服務器和工作站
(1)服務器:負責數據處理和網絡控制,并構成網絡的主要
資源。
(2)工作站:又稱“客戶機”,是連接到服務器的計算機,
相當于網絡上的一個普通用戶,它可以使用網絡上的共享
資源
目
口
.-
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥河豚大筆計算機與信息學院
2.數據通信系統
數據通信系統主要由網絡適配器、傳輸介質和網絡互聯
設備等組成。
(1)網絡適配器(又稱網卡)
(2)傳輸介質
(3)網絡互聯設備
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥河豚大筆計算機與信息學院
3.網絡軟件
網絡軟件是實現網絡功能所不可缺少的軟環
境。包括:
網絡協議和協議軟件;
網絡通信軟件;
網絡操作系統;
網絡管理及網絡應用軟件。
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
河洛火修計算機與信息學院一
局域網的組成
1、網絡工作站2、網絡適配器
一,
3、集線器4、傳輸介質
5、網絡服務a器
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥河豚大筆計算機與信息學院
局域網的類型
■.HMM
口基本型
1以太網
2令牌環網
3令牌傳輸總線網
□快速局域網
1FDDI光纖環網
2快速以太網
3100VG-AnyLAN
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
管眄洛夫差計算機與信息學院
廣域網的組成__________________
A、廣域網的組成
WAN最基本的功能是數據通信和資源共享。從邏輯上
WAN分成兩大部分:
資源子網:主要負責全網的信息處理,為網絡用戶提
供網絡服務和資源共享功能。
通信子網:主要負責全網的數據通信,為網絡用戶提
供數據傳輸、轉接'加工和變換等通信處理工作。
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
廣域網的組成
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥阿脩大號計算機與信息學院
通信子網:
□通信子網由通信控制處理機、通信線路與其他通信設備
組成,完成網絡數據傳輸、轉發等通信處理任務;
□通信控制處理機在網絡拓撲結構中被稱為網絡結點;
□通信控制處理機作為與資源子網的主機、終端的連接的
接口,將主機和終端連入網內;
□通信控制處理機作為通信子網中的分組存儲轉發結點,
完成分組的接收、校驗、存儲、轉發等功能;
□早期的ARPAnet中,承擔通信控制處理機功能的設備是
接口報文處理機(iinterfacemessageprocessor,
IMP)o
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
多計算機與信息學院
資源子網的組成一
主機終端終端控司器
外設軟件資源信息資源
□主機(host):大型機、中型機、小型機、工作
站或微機
□終端(terminal)
用戶訪問網絡的界面;
終端可以是簡單的輸入、輸出終端,也可以是帶有
微處理機的智能終端;
終端可以通過主機連入網內,也可以通過終端控制
器、報文分組組裝與拆卸裝置或通信控制處理機連
入網內45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
現代網絡結構的變化
□隨著微型計算機的廣泛應用,大量的微型計算機是通
過局域網連入廣域網,而局域網與廣域網、廣域網與
廣域網的互連是通過路由器實現的;
□在Internet中,用戶計算機需要通過校園網、企業網
或ISP聯入地區主干網,地區主干網通過國家主干網聯
入國家間的高速主干網,這樣就形成一種由路由器互
聯的大型、層次結構的互聯網絡。
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
由路由器互聯的大型、層次結構的互聯網絡示意圖
主機主機
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥阿脩大號計算機與信息學院
1.4計算機網絡的功能和應用
計算機網絡的功能
以資源共享為目標的計算機網絡,具有下列幾方面功能:
A、數據通信
可以傳輸各種類型的信息,包括數據信息和圖形、圖像、
聲音、視頻流等各種多媒體信息
B、資源共享
1、數據遷移
2、計算遷移
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
管眄洛夫差計算機與信息學院
計算機網絡的功能
C、分布式處理
1、進程遷移的啟動
2、進程遷移的內容
3、進程如何遷移
D、集中管理
對地理位置分散的組織和部門,可通過計算機網絡
來實現集中管理,如數據庫情報檢索系統、交通運
輸部門的定票系統、軍事指揮系統等
E、均衡負荷
將作業分散到網絡中的其它計算機中,共同完成
45
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥阿脩大號計算機與信息學院
計算機網絡應用
計算機網絡技術的發展給傳統的信息處理工作帶來了革命
性的變化,同時也給傳統的管理帶來了很大的沖擊。目前,計
算機網絡的應用主要體現在以下幾個方面:
數字通信
分布式計算計算機網絡
的應用
信息查詢
[辦公自動化)
‘企業管理與決策
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥阿脩大號計算機與信息學院
1.5計算機網絡中幾個術語
1計算機網絡、互連網、互聯網
□計算機網絡:一些相互連接的計算機的集合。
□互連網:一些相互連接的計算機網絡的集合(網絡
的網絡)。
□互聯網:就是互連網的同義詞。
'尸j計算機P里2互連網,互聯網
爭河豚火筆計算機與信息學
1.5計算機網絡中幾個術語
2internet與Internet
□internet是普通名詞
■泛指一般的互連網(互聯網)
□Internet是專有名詞
■世界范圍的互連網(互聯網)
■使用TCP/1P協議族
■前身是美國的阿帕網ARPANET
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
計算機與信息學院一_
1.5計算機網絡中幾個術語
“國際互聯網”或“互聯網”
□有人愿意用“國際互聯網”或“互聯網”來表示
Interneto但這是不嚴格的。
□例如,中國某校園網和外國某校園網互連起來就
構成了“互聯網”,并且是“國際互聯網”,但
這并不是Interneto
□許多文獻和資料同時使用具有不同意義的名詞
internet和Internet。如果把Internet
譯為“互聯網",那么internet將沒有合適
的譯名。
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
計算機與信息學院
1.5計算機網絡中幾個術語
3速率
□比特(bit)是計算機中數據量的單位,也是信息
論中使用的信息量的單位
□Bit表示是一個“二進制數字”,因此一個比特
就是二進制數字中的一個1或0
□速率即數據率(datarate)或比特率(bitrate)是
計算機網絡中最重要的一個性能指標。指連接在
計黃機網絡上的主機在數字信道上傳送數據的速
率
□速率的單位是b/s,或kb/s,Mb/s,Gb/s等
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
計算機與信息學院一_
1.5計算機網絡中幾個術語
4+市H-c范dp與I—范r±pH市44-
□“帶寬”本來是指信號具有的頻帶寬度,表
示通信線路允許通過的信號頻帶范圍稱為
“線路的帶寬”,單位是赫(或千赫、兆赫、
吉赫等)。
□現在“帶寬”是網絡帶寬,表示在單位時間
內從網絡的某節點到另一個節點所能傳送的
“最高數據率”,單位是“比特每秒”,
或b/s(bit/s)o
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
計算機網絡的帶寬
□計算機網絡的帶寬是指網絡可通過的最高
數據率,即每秒多少比特。
□描述帶寬也常常把“比特/秒”省略。
■例如,帶寬是10M,實際上是10Mb/So
■這里的M是106o
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
計算機與信息學院
常用的帶寬單位
□更常用的帶寬單位是
■千比每秒,BPkb/s(103b/s)
■兆比每秒,即Mb/s(106b/s)
■吉比每秒,即Gb/s(109b/s)
■太比每秒,即Tb/s(e2b/s)
□請注意:在計算機界,K=210=1024
M=22。,G=23。,T=240o
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥河豚大筆計算機與信息學院
什么是寬帶?
口寬帶線路:可通過較高數據率的線路。
口寬帶是相對的概念,并沒有絕對的標準。
□在目前,對于用戶接入到因特網的用戶線
來說,每秒傳送幾個兆比特就可以算是寬
帶速率。
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
爭河豚火筆計算機與信息學
對寬帶傳輸的錯誤概念
□有些人愿意用“汽車在公路上跑”來比喻
“比特在網絡上傳輸”,認為寬帶傳輸的好
處就是傳輸更快,好比汽車在高速公路上可
以跑得更快一樣。
□對于這種比喻一定要謹慎對待。
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
計算機與信息學
常見的錯誤是混淆了兩種速率
□在網絡中有兩種不同的速率:
■信號(即電磁波)在傳輸媒體上的傳播速率(米/秒,
或公里/秒)
■計算機向網絡發送比特的速率(比特/秒)
□這兩種速率的意義和單位完全不同。
□寬帶傳輸:計算機向網絡發送比特的速率較高。
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥阿脩大號計算機與信息學院
錯誤的概念
寬帶線路d在寬帶線路上比特傳播得快
窄帶線路d在窄帶線路上比特傳播得慢
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
尊河豚火修計算機與信息學院
正確的概念
生*在攻JIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIH
克市線路?----------------------------Q
窄帶線路圖........-........-0
寬帶線路:每秒有更多比特從計算機注入到線路。
寬帶線路和窄帶線路上比特的傳播速率是一樣的。
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥阿脩大號計算機與信息學院
數字信號流隨時間的變化
□在時間軸上信號的寬度隨帶寬的增大而變窄。
1|1S
Y-A
帶寬為|o口o|"T~|時間
1前/s|ILZILZlLZZJ
|<--------------每秒106個比特------------------>
0.25jus
P----------------------每秒4x106個比特---------------->
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥阿脩大號計算機與信息學院3
比喻:汽車運貨
寬帶線路,一一^01?-'-0~~'-a
窄帶線路-0-------<5
寬帶和窄帶線路:車速一樣
寬帶線路:車距縮短
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
另一種錯誤概念
——“寬帶”相當于“多車道”
通信線路上通常都是串行傳輸
100101110100100111010001011010
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
計算機與信息學院一_
1.5計算機網絡中幾個本語
5吞吐量
口吞吐量(throughput)表示在單位時間內通過某
個網絡(或信道、接口)的數據量。
□吞吐量更經常地用于對現實世界中的網絡的一
種測量,以便知道實際上到底有多少數據量能
夠通過網絡。
□吞吐量受網絡的帶寬或網絡的額定速率的限制。
□例如:100Mb/s的以太網,額定速率100Mb/s,
吞吐量<100Mb/s,通常小于70Mb/s。
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥阿脩大號計算機與信息學院
1.5計算機網絡中幾個主語
6時延
□時延:指一個報文或分組從一個網絡的一端傳送到另
一個端所需要的時間。它包括了發送時延,傳播時延,
處理時延,排隊時延
□發送時延:發送數據時,數據塊從結點進入到傳輸媒體
所需要的時間
□也就是從發送數據幀的第一個比特算起,到該幀的最
后一個比特發送完畢所需的時間。又稱傳¥時延
—數據塊長度(比特)
發送時延--------------------
信道帶寬(比特/秒)
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
計算機與信息學院二
1.5計算機網絡中幾個術語
□傳播時延:電磁波在信道中需要傳播一定的
距離而花費的時間。
□信號傳輸速率(即發送速率)和信號在信道
上的傳播速率是完全不同的概念。
信道長度(米)
傳播時延=
信號在信道上的傳播速率(米/秒)
電磁波在自由空間的傳播速率是光速,即3.0X105km/s。在銅線電纜中
的傳播速率為2.3X105km/s,在光纖中的傳播速率為2.0X105km/s。例:
1000km長的光纖線路產生的傳播時延大約為5ms苫
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥阿脩大號計算機與信息學院
1.5計算機網絡中幾個土語
□處理時延:交換結點為存儲轉發而進行一些
必要的處理所花費的時間。
□排隊時延:結點緩存隊列中分組排隊所經歷
的時延。
□排隊時延的長短往往取決于網絡中當時的通
信量。
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
四種時延所產生的地方
從結點A向結點B發送數據
結點A發送器結點B
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥阿脩大號計算機與信息學院
注意
對于高速網絡鏈路,我們提高的僅僅是數據
的發送速率而不是比特在鏈路上的傳播速率。
□提高鏈路帶寬減小了數據的發送時延。
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
1.5計算機網絡中幾個術語
□數據經歷的總時延就是發送時延、傳播時延、
處理時延、排隊時延之和:
總時延=發送時延+傳播時延+處理時延+處理時延
一般,發送時延與傳播時延是主要考慮的。報文長度較大的情況,
發送時延是主要矛盾;報文長度較小的情況,傳播時延是主要矛盾
在總時延中,哪一個時延占主導地位,沒有具體的規定,需要具體
問題具體分析。現在暫時忽略排隊和處理時延
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥阿脩大號計算機與信息學院
1.5計算機網絡中幾個術語
?假定有一個長度為100MB的數據塊(這里的M顯然不是106而是
22。,即1048576),在帶寬為IMb/s的信道上(這里的M是106)
的發送時延是100*1048576x8+106=838.9s,近要用14分鐘
才能把數據塊發送完畢。若將這樣的數據塊用光纖傳送到
1000km遠的計算機,那么每一個比特在1000km的光纖上只需用
51ns就能傳送到目的地。對于這種情況,發送時延占主導地位
?再看一個例子。要發送的數據僅有一個字節(即在鍵盤上鍵入
一個字符)。在IMb/s的信道上的發送時延是8。106=8回。當
傳播時延為51ns時,總時延是5.008ms,傳播時延占主導地位
?注意:不能籠統地認為:數據的發送速率越高傳送得就越快。
因為總時延是由四項時延組成的,不能僅考慮發送時延一項。
對于高速網絡鏈路,提高的僅僅是數據的發送速率而不是比特
在鏈路上的傳播速率。提高鏈路的帶寬只是減小了數據的發送
時延^:ooj
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
1.5計算機網絡中幾個術語
例:試在下列條件下比較電路交換和分組交換。要傳送的報文共X(bit),
從源站到目的站共經過k段鏈路z每段鏈路的傳播時延為d(s),數據率為
C(bit/s)o在電路交換時電路的建立時間為s(s)o在分組交換時分組
長度為P(bit),且各結點的排隊等待時間可忽略不計。問在怎樣的條件
下,分組交換的時延比電路交換的要小?
電路交換:
當t=s時,鏈路建立;
當t=s+x/C,發送完最后1個bit;
當t=s+x/C+kd,所有的信息到達目的地。
分組交換:
當t=x/C,發送完最后1個bit;
為到達目的地,最后1個分組需經過kT個分組交換機的轉發,
每次轉發的時間為P/C,
所以總的延遲二x/C+(k-1)p/C+kd
所以當分組交換的時延小于電路交換
x/C+(kT)p/C+kdVs+x/C+kd時,(k-1)p/C<s
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
計算機與信息學院一_
1.5計算機網絡中幾個主語
7時延帶寬積「時延帶寬積
------------(傳播)時延---------------->
時延帶寬積=傳播時延x帶寬
□鏈路的時延帶寬積又稱為以比特為單位的鏈路長度
□這個圓柱形管道代表鏈路,管道的長度是鏈路的傳播時延(請
注意,現在以時間作為單位來表示鏈路的長度),管道的截面
積是鏈路的帶寬。意思是每秒發送的比特數。帶寬*傳播時延表
示這個管道的體積,就是時延帶寬積,它表示這樣的鏈路可容
納名小個比!JL4",不?=
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
河洛火修計算機與信息學院一
1.5計算機網絡中幾個術語
7時延帶寬積
□例如,設某段鏈路的傳播時延為20ms,帶寬為10Mb/s。則
時延帶寬積=20X107x10X106=2X105bit。這就表示,如
發送端連續發送數據,則在發送的第一個比特即將到達終
點時,發送端就已經發送了20萬個比特,而這20萬個比特
都正在鏈路上傳輸。因此,鏈路的時延帶寬積又稱為以比
特為單位的鏈路長度
■---------(傳播)時延------------=
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
計算機與信息學院一_
1.5計算機網絡中幾個主語
8利用率
□信道利用率指出某信道有百分之幾的時間是
被利用的(有數據通過)。完全空閑的信道
的利用率是零。
□網絡利用率則是全網絡的信道利用率的加權
平均值。
□信道利用率并非越高越好。
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
嘻眄洛夫專計算機與信息學院
時延與網絡利用率的關系
□根據排隊論的理論,當某信道的利用率增大時,
該信道引起的時延也就迅速增加。
□若令4表示網絡空閑時的時延,D表示網絡
當前的時延,則在適當的假定條件下,可以用
下面的簡單公式表示,和4之間的關系:
D=4
1-U
〃是網絡的利用率,數值在0到1之間。
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
尊河豚火修計算機與信息學院
信道或網絡利用率過高會產后非常大的時延!!!
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥阿脩大號計算機與信息學院
1.5計算機網絡中幾個術語
9電路交換、分組交換、存儲轉發
傳統電話網使用電路交換
兩部電話機只需要用一對電線
就能夠互相連接起來。
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥阿脩大號計算機與信息學院A
1.5計算機網絡中幾個術語
傳統電話網使用電路交換
但若要將5部電話機兩兩相連,
則需要10對電線。
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
1.5計算機網絡中幾個術語
當電話機的數量很大時,
就必須使用電話交換機進行連接。
45:OOJ
河海大學計算機與信息學院計算機科學與技術系
⑥阿脩大號計算機與信息學院
電路交換的特點
L通話前先撥號建立連接。
?可能只要經過一個交換機(如A到B)
?可能要經過多個交換機(如C到D)
2.通話過程中,通信雙方一直占用所建立的連接。
3.通話結束后,掛機釋放連接。
計算機與信息學院一二
早期的計算機網絡采用電路交換
那時計算機很少,非常昂貴。遠
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業或盈利用途。
- 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
評論
0/150
提交評論