計算機網(wǎng)絡課件

計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述1計算機網(wǎng)絡

--自頂向下方法曹中華軟件學院Mail：boyangczh@sohuComputerNetworking

--ATop-DownApproach計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述2教材及參考書課本JamesF.Kurose,KeithW.Ross計算機網(wǎng)絡—自頂向下的方法(第4版)ReferencesAndrewS.Tanenbaum.ComputerNetworks,4th,清華高校出版社.謝希仁.計算機網(wǎng)絡教程.人民郵電出版社.W.RichardStevensetal.TCP/IPIllustrated,vol1~3,清華高校出版社.計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述3第1章

計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述

ComputerNetworks

andtheInternet

計算機網(wǎng)絡：自頂向下方法(原書第四版)

陳鳴譯，機械工業(yè)出版社，2010年

ComputerNetworking:ATopDownApproach,

4rdedition.

JimKurose,KeithRoss

Addison-Wesley,July2008.

計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述4第1章計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)我們的目標：找到“感覺”，學習術語在后面的課程中更深化地學習，更為細致方法:運用因特網(wǎng)作為例子概述:什么是因特網(wǎng)什么是協(xié)議？網(wǎng)絡邊緣網(wǎng)絡核心接入網(wǎng)，物理媒體因特網(wǎng)/ISP結構性能：丟包率，時延協(xié)議層次，服務模型網(wǎng)絡模型計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述5第1章要點1.1什么是因特網(wǎng)？1.2

網(wǎng)絡邊緣1.3

網(wǎng)絡核心1.4網(wǎng)絡接入和物理媒體1.5

因特網(wǎng)結構和ISP1.6

分組交換網(wǎng)絡中的時延和丟包率1.7

協(xié)議層次與服務模型1.8

歷史計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述6什么是因特網(wǎng)：“具體細微環(huán)節(jié)”觀點數(shù)以百萬計的互聯(lián)的計算設備：主機=端系統(tǒng)運行網(wǎng)絡應用

通信鏈路光纖，銅纜，無線電，衛(wèi)星傳輸速率=帶寬路由器:

轉發(fā)分組（數(shù)據(jù)塊）本地ISP公司網(wǎng)絡區(qū)域ISP路由器工作站服務器移動節(jié)點計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述7什么是因特網(wǎng)：“具體細微環(huán)節(jié)”觀點協(xié)議限制報文的發(fā)送，接收例如，TCP,IP,HTTP,FTP,PPP因特網(wǎng)：“網(wǎng)絡的網(wǎng)絡”松散的等級結構公共因特網(wǎng)比較專用互聯(lián)網(wǎng)因特網(wǎng)標準RFC:懇求評論（因特網(wǎng)標準）IETF:因特網(wǎng)工程任務組本地ISP公司網(wǎng)絡區(qū)域ISP路由器工作站服務器移動節(jié)點計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述8什么是因特網(wǎng)：服務的觀點通信基礎設施使能分布式應用：Web,email,游戲,電子商務，文件共享供應應應用通信服務:不行靠無連接牢靠的面對連接計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述9什么是協(xié)議?人類協(xié)議:“幾點了?”“我有一個問題”介紹…發(fā)送特定的消息…當收到消息或發(fā)生其他事務，實行特定的動作網(wǎng)絡協(xié)議:及其而不是人類因特網(wǎng)中的全部活動均有協(xié)議支配協(xié)議定義了格式，網(wǎng)絡實體間發(fā)送和接收報文依次，和傳輸，收到報文所實行的動作語法、語義、同步計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述10什么是協(xié)議?一個人類協(xié)議和一個計算機網(wǎng)絡的協(xié)議:問題:

其他人類協(xié)議?HiHi請問幾點了?2:00TCP連接懇求TCP連接響應Get/kurose-ross<文件>時間計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述11第1章要點1.1什么是因特網(wǎng)？1.2網(wǎng)絡邊緣1.3

網(wǎng)絡核心1.4網(wǎng)絡接入和物理媒體1.5

因特網(wǎng)結構和ISP1.6

分組交換網(wǎng)絡中的時延和丟包率1.7

協(xié)議層次與服務模型1.8

歷史計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述12細致視察網(wǎng)絡結構網(wǎng)絡邊緣:

應用與主機網(wǎng)絡核心:

路由器網(wǎng)絡的網(wǎng)絡接入網(wǎng)絡，物理媒體:

通信鏈路計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述13網(wǎng)絡邊緣端系統(tǒng)(主機):運行應用程序例如Web,電子郵件在“網(wǎng)絡邊緣”客戶機/服務器模式：客戶機發(fā)出懇求，從總是開的服務器接收服務例如Web閱讀器/服務器；電子郵件客戶機/服務器對等模式:最小限度(或不)運用專用服務器例如Gnutella,KaZaA計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述14網(wǎng)絡邊緣：面對連接服務目標:在端系統(tǒng)之間傳送數(shù)據(jù)握手：事先設置準備數(shù)據(jù)傳送人類協(xié)議Hello,返回hello在兩臺通信主機中建立“狀態(tài)”TCP-傳輸限制協(xié)議因特網(wǎng)的面對連接服務TCP服務[RFC793]牢靠的，有序的字節(jié)流數(shù)據(jù)傳送丟包:確認和重傳流限制:發(fā)送方不能過載接收方擁塞限制:當網(wǎng)絡擁塞時發(fā)送方“降低發(fā)送速率”計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述15網(wǎng)絡邊緣：無連接服務目的:在端系統(tǒng)之間傳送數(shù)據(jù)與前面相同!UDP-用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議[RFC768]:無連接不行靠的數(shù)據(jù)傳送無流控無擁塞限制運用TCP的應用：HTTP(Web),FTP(文件傳送),Telnet(遠程注冊),SMTP(電子郵件)運用UDP的應用:流媒體，電信會議，DNS，以太網(wǎng)電話計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述16第1章要點1.1什么是因特網(wǎng)？1.2

網(wǎng)絡邊緣1.3網(wǎng)絡核心1.4網(wǎng)絡接入和物理媒體1.5

因特網(wǎng)結構和ISP1.6

分組交換網(wǎng)絡中的時延和丟包率1.7

協(xié)議層次與服務模型1.8

歷史計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述17網(wǎng)絡核心互聯(lián)的路由器形成的網(wǎng)孔基本問題:

數(shù)據(jù)怎樣通過網(wǎng)絡傳送?電路交換:

每呼叫專用的電路：電話網(wǎng)分組交換:

數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡以離散的“塊”發(fā)送計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述18網(wǎng)絡核心：電路交換為“呼叫”預留端到端資源鏈路帶寬，交換機實力專用資源：非共享類電路(確保的)性能須要建立呼叫計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述19電路交換舉例A和B通話經(jīng)過四個交換機通話在A到B的連接上進行((((交換機交換機交換機交換機用戶線用戶線中繼線中繼線BDCA計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述20電路交換舉例C和D通話只經(jīng)過一個本地交換機通話在C到D的連接上進行((((交換機交換機交換機交換機用戶線用戶線中繼線中繼線BDCA計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述21電路交換傳送計算機數(shù)據(jù)效率低計算機數(shù)據(jù)具有突發(fā)性。這導致通信線路的利用率很低。計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述22網(wǎng)絡核心：電路交換網(wǎng)絡資源(如帶寬)劃分為“片”按片安排給用戶假如未被運用則資源片空閑(非共享)將鏈路帶寬劃分為“片”的方法頻率分割時間分割計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述23電路交換:FDM和TDMFDM頻率時間TDM頻率時間4個用戶例子:計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述24例子從主機A到主機B經(jīng)一個電路交換網(wǎng)絡發(fā)送一個640,000比特的文件須要多長時間？全部鏈路是1.536Mbps每條鏈路運用具有24個時隙的TDM創(chuàng)建端到端電路需500msec640K/(1.536M/24)+0.5S計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述25電路交換特點在數(shù)據(jù)傳輸前，必需建立一條端到端的通路，稱為連接，該連接可能穿越多個交換局，而每個交換局都必需為之供應連接一旦建立連接，整個通路將被獨占，除信號傳播的延時之外，數(shù)據(jù)傳輸無額外延時，數(shù)據(jù)中毋需包含目的地址線路的利用率較低建立連接時間長，因連接建立時沖突概率高計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述26網(wǎng)絡核心：分組交換每個端到端數(shù)據(jù)流劃分為分組用戶A、B的分組共享網(wǎng)絡資源每個分組運用全部鏈路帶寬運用所需的資源資源爭奪：用戶資源要求總量超過可用的量擁塞：分組隊列，等待鏈路運用存儲轉發(fā)：分組一次移動一跳節(jié)點在轉發(fā)前接收完整的分組帶寬劃分為“片”專用分配資源預留計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述27數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報文分組交換的原理在發(fā)送端，先把較長的報文劃分成較短的、固定長度的數(shù)據(jù)段。每一個數(shù)據(jù)段前面或后面添加上首部構成分組。分組交換網(wǎng)以“分組”作為數(shù)據(jù)傳輸單元。依次把各分組發(fā)送到接收端首部首部首部分組

1分組

2分組

3計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述28分組交換：統(tǒng)計復用ABC10Mbps以太網(wǎng)1.5MbpsDE統(tǒng)計復用等待輸出鏈路的分組隊列TDM的缺點：某用戶多數(shù)據(jù)發(fā)送，其他用戶也不能占用該通道，將會造成帶寬奢侈。改進：統(tǒng)計時分多路復用（STDM），用戶不固定占用某個通道，有空槽就將數(shù)據(jù)放入。計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述29分組交換對比電路交換1Mbps鏈路每個用戶:當“活躍”時100kbps時間的10%活躍電路交換:10用戶分組交換有35個用戶，概率>10活躍小于.0004分組交換允許更多的用戶運用網(wǎng)絡!N用戶1Mbps

鏈路計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述30分組交換對比電路交換電路交換在數(shù)據(jù)傳輸前，必需建立端到端的連接一旦某個節(jié)點故障，必需重新建立連接連接建立后，數(shù)據(jù)的傳輸沒有額外的延時數(shù)據(jù)中不必包含地址域，僅需較短的虛電路號數(shù)據(jù)按序傳輸，但信道的運用率較低適合長時間傳輸大批量的數(shù)據(jù)，如流數(shù)據(jù)計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述31分組交換對比電路交換分組交換在數(shù)據(jù)傳輸前，不必建立端到端的連接只要下一個節(jié)點空閑，即可傳輸信道的運用率較高數(shù)據(jù)的傳輸接受存儲轉發(fā)，延時不行估計數(shù)據(jù)中必需包含地址域接收到的分組不確定按序，可能還需重組適合傳輸文本型數(shù)據(jù)計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述32分組交換對比電路交換對突發(fā)數(shù)據(jù)極為有效資源共享較簡潔，無呼叫建立過多的擁塞:分組時延和丟包須要牢靠數(shù)據(jù)傳送、擁塞限制的協(xié)議問題:怎樣供應類似電路的行為？對音頻/視頻應用須要帶寬保證仍是一個未解決的問題對于計算機網(wǎng)絡而言：分組交換是一個“強有力的贏家”？計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述33分組交換網(wǎng)絡：轉發(fā)如何進行？通過路由器將分組從源移動到目的地我們將學習幾種路徑選擇(即選路)算法(chapter4)數(shù)據(jù)報網(wǎng)絡:分組中的目的地址確定下一跳在會話中路由可以變更類比:駕車，詢問方向虛電路網(wǎng)絡:每個分組攜帶標簽(虛電路ID)，標簽確定下一跳固定的路徑在呼叫建立時確定，在呼叫期間保持不變路由器保持每呼叫狀態(tài)計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述34三種交換的比較P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4報文報文報文ABCDABCDABCD報文交換電路交換分組交換t連接建立數(shù)據(jù)傳送報文P2P1連接釋放計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述35網(wǎng)絡分類電信網(wǎng)絡電路交換網(wǎng)絡FDMTDM分組交換網(wǎng)絡具有VC的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)報網(wǎng)絡數(shù)據(jù)報網(wǎng)絡不是面對連接的，而是無連接的。因特網(wǎng)為應用供應了面對連接服務(TCP)和無連接服務(UDP)。計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述36第1章要點1.1什么是因特網(wǎng)？1.2

網(wǎng)絡邊緣1.3

網(wǎng)絡核心1.4網(wǎng)絡接入和物理媒體1.5

因特網(wǎng)結構和ISP1.6

分組交換網(wǎng)絡中的時延和丟包率1.7

協(xié)議層次與服務模型1.8

歷史計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述37接入網(wǎng)和物理媒體問題:端系統(tǒng)怎樣連接到邊緣路由器？住宅接入網(wǎng)公司接入網(wǎng)(學校，企業(yè))移動接入網(wǎng)記住:接入網(wǎng)的帶寬(每秒比特)？共享或專用？計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述38住宅接入：點對點接入經(jīng)調制解調器撥號最高達56Kbps干脆接入到路由器(通常較少)不能同時上網(wǎng)和打電話：不能“總是在線”ADSL:不對稱數(shù)字用戶線最高達1Mbps上行最高達8Mbps下行FDM:50kHz-1MHz用于下行4kHz-50kHz用于下行0kHz-4kHz用于一般電話計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述39住宅接入:電纜調制解調器HFC:混合光纖同軸不對稱:最高達30Mbps下行,2Mbps上行電纜和光纜的網(wǎng)絡將家庭連接到IPS路由器家庭共享到路由器的接入部署:可利用電纜電視公司計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述40住宅接入:電纜調制解調器Diagram:://cabledatacomnews/cmic/diagram.html計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述41電纜網(wǎng)絡體系結構：概述家庭電纜頭端電纜分布網(wǎng)絡(簡化的)通常500到5,000家計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述42電纜網(wǎng)絡體系結構：概述家庭電纜頭端電纜分布網(wǎng)絡(簡化的)計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述43電纜網(wǎng)絡體系結構：概述家庭電纜頭端電纜分布網(wǎng)絡(簡化的)服務器計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述44電纜網(wǎng)絡體系結構：概述家庭電纜頭端電纜分布網(wǎng)絡(簡化的)信道VIDEOVIDEOVIDEOVIDEOVIDEOVIDEODATADATACONTROL123456789FDM:計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述45公司接入：局域網(wǎng)公司/高校局域網(wǎng)(LAN)將端系統(tǒng)連接到邊緣路由器以太網(wǎng):共享或專用鏈路連接端系統(tǒng)和路由器10Mbs,100Mbps,千兆以太網(wǎng)LAN:參見第5章計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述46無線接入網(wǎng)共享無線接入網(wǎng)連接端系統(tǒng)到路由器經(jīng)基站，又稱為“接入點”無線LAN:802.11b(WiFi):11Mbps廣域無線接入由電信公司運營商供應3G~384kbps在歐洲WAP/GPRS基站移動主機路由器計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述47家庭網(wǎng)絡典型的家庭網(wǎng)絡組成:ADSL或電纜調制解調器路由器/防火墻/NAT以太網(wǎng)無線接入點無線接入點無線便攜機路由器/防火墻電纜調制解調器到/來自電纜頭端以太網(wǎng)計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述48物理媒體比特:在傳送器/接收器對間傳播物理鏈路:位于傳送器/接收器間的東西導引型媒體:

信息在固體媒體(同軸、光纖、銅線)中傳播非導引型媒體:

信息自由傳播，例如無線電雙絞線(TP)兩根絕緣銅線3類線:傳統(tǒng)電話線，用于10Mbps以太網(wǎng)5類線:

100Mbps以太網(wǎng)計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述49物理媒體：同軸電纜，光纖同軸電纜:兩根同中心的銅導體雙向的基帶:在電纜上的單一信道傳統(tǒng)以太網(wǎng)所用寬帶:在電纜上的多個信道HFC光纖電纜:承載光脈沖的玻璃纖維，每個脈沖一個比特高速運行:高速點對點傳輸(如5Gps)低差錯率：中繼器相隔很遠；不受電磁噪聲干擾計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述50物理媒體：無線電在電磁頻譜中攜帶信號無物理“導線”雙向傳播環(huán)境效應：反射物體遮擋干擾無線電鏈路類型:陸地微波如高達45Mbps信道LAN(如Wifi)2Mbps,11Mbps廣域

(如蜂窩)如3G:數(shù)百kbps衛(wèi)星高達50Mbps信道(或多個較小信道)270msec端到端時延同步對比低軌計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述51第1章要點1.1什么是因特網(wǎng)？1.2

網(wǎng)絡邊緣1.3

網(wǎng)絡核心1.4網(wǎng)絡接入和物理媒體1.5因特網(wǎng)結構和ISP1.6

分組交換網(wǎng)絡中的時延和丟包率1.7

協(xié)議層次與服務模型1.8

歷史計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述52因特網(wǎng)結構：網(wǎng)絡的網(wǎng)絡大致為登記制在中心:“第一層第一層”ISPs(如Sprint,AT&T),覆蓋國家/國際相互視為對等第一層ISP第一層ISP第一層ISP第一層提供商專門互聯(lián)對等方NAP第一層提供商專門也互聯(lián)公共網(wǎng)絡接入點(NAP)計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述53Tier-1ISP:e.g.,Sprint…to/fromcustomerspeering

to/frombackbone….………POP:point-of-presence計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述54因特網(wǎng)結構：網(wǎng)絡的網(wǎng)絡“其次層”ISP:較小的(常為區(qū)域的)ISPs與一個或更多的第一層ISP相連，也可能與其他其次層ISP相連第一層ISP第一層ISP第一層ISPNAP第二層ISP第二層ISP第二層ISP第二層ISP第二層ISP第二層ISP為連接因特網(wǎng)而向第一層ISP付費

第二層ISP是第一層提供商的客戶各第二層ISP在NAP互聯(lián)，彼此也是專門成為對等方計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述55因特網(wǎng)結構：網(wǎng)絡的網(wǎng)絡“Tier-3”ISP和本地ISP最終一跳(“接入”)網(wǎng)絡(最靠近端系統(tǒng))第一層ISP第一層ISP第一層ISPNAP第二層ISP第二層ISP第二層ISP第二層ISP第二層ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地ISP第三層ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地和第三層ISP是上層ISP的客戶，這些上層ISP將它們連接到因特網(wǎng)計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述56因特網(wǎng)結構：網(wǎng)絡的網(wǎng)絡一個分組通過很多網(wǎng)絡傳輸!第一層ISP第一層ISP第一層ISPNAP第二層ISP第二層ISP第二層ISP第二層ISP第二層ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地ISP第三層ISP本地ISP本地ISP本地ISP計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述57第1章要點1.1什么是因特網(wǎng)？1.2

網(wǎng)絡邊緣1.3

網(wǎng)絡核心1.4網(wǎng)絡接入和物理媒體1.5因特網(wǎng)結構和ISP1.6分組交換網(wǎng)絡中的時延和丟包率1.7

協(xié)議層次與服務模型1.8

歷史計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述58丟包和時延是怎樣出現(xiàn)的？分組在路由器緩存中排隊分組到達鏈路的速率超過輸出鏈路實力分組排隊，等待交換AB將被傳輸?shù)姆纸M(時延)分組排隊

(時延)空閑(可用)緩存：如果無空閑緩存則到達的分組丟失(丟包)計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述59分組時延的4種來源1.節(jié)點處理:檢查比特差錯確定輸出鏈路AB傳播傳輸節(jié)點處理排隊2.排隊等待輸出鏈路傳輸?shù)臅r間取決于路由器擁塞的等級計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述60在分組交換網(wǎng)中的時延3.傳輸時延:R=鏈路帶寬(bps)L=分組長度(比特)發(fā)送比特進入鏈路的時間=L/R4.傳播時延:d=物理鏈路的長度s=在媒體中傳播的速度(~2x108m/sec)傳播時延=d/s留意:s和R是極為不同的量！AB傳播傳輸節(jié)點處理排隊計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述61傳播時延與傳輸時延的比較車以100km/hr速度“傳播”收費站12sec服務一輛車(傳輸時間)車～比特；車隊～分組問題:在其次個收費站前排起車隊需多長時間？通過收費站向馬路“推出”整個車隊的時間=12*10=120sec最終一輛車從第一到其次個收費站傳輸?shù)臅r間：100km/(100km/hr)=1hr答案:62分鐘tollboothtollboothten-carcaravan100km100km計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述62傳播時延與傳輸時延的比較車現(xiàn)在以1000km/hr“傳播”收費站現(xiàn)在服務一輛車需1分鐘問題:在第一個收費站服務全部車之前，有車到達其次個收費站？7分鐘后，第一輛車到達其次個收費站，還有三輛車仍在第一個收費站。在分組全部在第一個路由器完成傳輸之前，該分組的第一個比特能夠到達其次個路由器！參見位于AWLWebsite上的以太網(wǎng)Java小程序。tollboothtollboothten-carcaravan100km100km計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述63平均排隊時延R=鏈路帶寬(bps)L=分組長度(比特)a=平均分組到達速率流量強度=La/RLa/R~0:平均排隊時延小La/R->1:時延變大La/R>1:更多“工作”到達，超出了服務實力，平均時延無窮大！平均排隊時延

計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述64分組丟失在鏈路前緩存中的排隊(又稱為buffer)具有有限的實力當分組到達滿的隊列時，分組被丟棄(又稱為lost)丟失的分組可能由前面的節(jié)點或由源端系統(tǒng)重傳，或根本不重傳計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述65端到端時延dproc=處理時延通常幾個微秒或更少dqueue=排隊時延取決于擁塞dtrans=傳輸時延=L/R,對低速鏈路很大dprop=傳播時延幾微秒到幾百毫秒計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述66“實際的”因特網(wǎng)時延和路由“實際的”因特網(wǎng)時延和丟包是怎樣的呢？Traceroute程序:為路由器供應從源到目的地，朝著目的地沿著端到端因特網(wǎng)路徑的時延測量。對全部i:發(fā)送3個分組，該分組在朝著目的地的路徑上到達路由器i路由器i將向發(fā)送方返回分組發(fā)送方度量傳輸和響應間的時間間隔。3探測分組3探測分組3探測分組winodw下的吩咐Tracert計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述67“實際的”因特網(wǎng)時延和路由1cs-gw(54)1ms1ms2ms2(45)1ms1ms2ms3(30)6ms5ms5ms4(29)16ms11ms13ms5(36)21ms18ms18ms6()22ms18ms22ms7(6)22ms22ms22ms853(53)104ms109ms106ms9(29)109ms102ms104ms10(0)113ms121ms114ms11(4)112ms114ms112ms12nio-n2.cssi.renater.fr(3)111ms114ms116ms13nice.cssi.renater.fr(02)123ms125ms124ms14r3t2-nice.cssi.renater.fr(10)126ms126ms124ms15(4)135ms128ms133ms165(5)126ms128ms126ms17***18***19fantasia.eurecom.fr(42)132ms128ms136

mstraceroute:toeurecom.frThreedelaymeasementsfromto*meansnoreponse(probelost,routernotreplying)trans-oceaniclink計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述68吞吐量呑吐量:rate(bits/timeunit)atwhichbitstransferredbetweensender/receiver瞬間:rateatgivenpointintime平均:rateoverlongerperiodoftimeserver,withfileofFbitstosendtoclientlinkcapacityRs

bits/seclinkcapacityRc

bits/sec

pipethatcancarryfluidatrateRs

bits/sec)

pipethatcancarryfluidatrateRc

bits/sec)serversendsbits(fluid)intopipe計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述69吞吐量(more)Rs<Rc

Whatisaverageend-endthroughput?

Rs

bits/secRc

bits/secRs>Rc

Whatisaverageend-endthroughput?Rs

bits/sec

Rc

bits/sec約束端到端的吞吐量的那條鏈路稱之為瓶頸鏈路瓶頸鏈路計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述70Throughput:Internetscenario10connections(fairly)sharebackbonebottlenecklinkR

bits/secRsRsRsRcRcRcRper-connectionend-endthroughput:min(Rc,Rs,R/10)inpractice:RcorRsisoftenbottleneck計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述71第1章要點1.1什么是因特網(wǎng)？1.2

網(wǎng)絡邊緣1.3

網(wǎng)絡核心1.4網(wǎng)絡接入和物理媒體1.5因特網(wǎng)結構和ISP1.6

分組交換網(wǎng)絡中的時延和丟包率1.7協(xié)議層次與服務模型1.8

歷史計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述72協(xié)議分層--空中旅行的組織機構一系列步驟票務（購買） 票務（投訴）行李（托運） 行李（認領）登機口（登機） 登機口（離機）跑道起飛 跑道著陸飛機飛行 飛機飛行 飛機飛行計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述73ticket(purchase)baggage(check)gates(load)runway(takeoff)airplanerouting離開機場到達機場中間空中交通限制中心airplaneroutingairplaneroutingticket(complain)baggage(claimgates(unload)runway(land)airplanerouting票務行李門起飛/著陸按路途飛行定期航班功能的分層層次:每一層實現(xiàn)一種服務經(jīng)它自己的層內動作依靠由下面層次供應的服務計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述74協(xié)議“分層”網(wǎng)絡是困難的！很多“構件”主機路由器各種媒體的鏈路應用協(xié)議硬件，軟件網(wǎng)絡體系結構發(fā)展的背景——網(wǎng)絡的狀況多種通信媒介——有線、無線…不同種類的設備——通用、專用…不同的操作系統(tǒng)——Unix、Windows…不同的應用環(huán)境——固定、移動…不同種類業(yè)務——分時、交互、實時…珍貴的投資和積累——有形、無形…用戶業(yè)務的持續(xù)性——不允許出現(xiàn)大的跌宕起伏它們相互交織，形成了特別困難的系統(tǒng)應用環(huán)境。計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述75為什么分層?處理困難系統(tǒng)：明確的結構使得能夠標識困難系統(tǒng)構件的關系分層的參考模型用于探討模塊化易于維護、系統(tǒng)的更新各層服務實現(xiàn)的變更對于系統(tǒng)的其他部分透亮如變更登機過程不影響系統(tǒng)的其他部分計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述76網(wǎng)絡異質性問題的解決網(wǎng)絡體系結構就是使這些用不同媒介連接起來的不同設備和網(wǎng)絡系統(tǒng)在不同的應用環(huán)境下實現(xiàn)互操作性，并滿足各種業(yè)務的需求的一種粘合劑，它營造了一種“生存空間”——任何廠商的任何產品、以及任何技術只要遵守這個空間的行為規(guī)則，就能夠在其中生存并發(fā)展。網(wǎng)絡體系結構解決異質性問題接受的是分層方法?！牙щy的網(wǎng)絡互聯(lián)問題劃分為若干個較小的、單一的問題，在不同層上予以解決。就像編程時把問題分解為很多小的模塊來解決一樣。為什么分層?計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述77層次結構方法要解決的問題1.網(wǎng)絡應當具有哪些層次？每一層的功能是什么？（分層與功能）2.各層之間的關系是怎樣的？它們如何進行交互？（服務與接口）3.通信雙方的數(shù)據(jù)傳輸要遵循哪些規(guī)則？（協(xié)議）層次結構方法包括三個內容：分層及每層功能，服務與層間接口，協(xié)議。計算機網(wǎng)絡和因特網(wǎng)概述78因特網(wǎng)協(xié)議棧應用:

支持網(wǎng)絡應用FTP,SMTP,STTP運輸:

主機到主機數(shù)據(jù)傳輸TCP,UDP網(wǎng)絡:

從源到目的地數(shù)據(jù)報的選路IP,選路協(xié)議鏈路:

在鄰近網(wǎng)元之間傳輸數(shù)據(jù)PPP,以太網(wǎng)物理:

“在線上”