工學計算機網(wǎng)絡技術及應用課件

計算機網(wǎng)絡技術及應用

March,2011

董開坤

ComputerNetworks

Self-introduction

董開坤：

口PHD.AssociateProfessorof

ComputerSci.&Tech.

□Off:RSB424

□TeL:

00631-5687079(0.)

ComputerNetworks2

RelationshipwithotherCourses(1)

pp.Dev&Practice

INet&ProtocolsN

e

y/Concepts&Theory/t

D

e

cv

Applicationo

cAo

mP

pP

Presentationu

t

Sessione，eV

r&pt

N1-

Transportem1na

t.pn

wn-

og

Networkr

k

DataLinks

Physical

ComputerNetworks3

或

RelationshipwithotherCourses(2)

Application

Presentation

Session

ComputerNetTransport

NetworkNetPlanning

DataLink&lmplementationJ

Physical

ComputerNetworks4

圮

■計算機網(wǎng)絡的基礎知識和主流技術。包括計

算機網(wǎng)絡的組成、體系結構及協(xié)議原理、局

域網(wǎng)標準及主流局域網(wǎng)技術、廣域網(wǎng)、網(wǎng)絡

互連技術、網(wǎng)絡安全技術等。

ComputerNetworks5

&Courseschedule

?計算機網(wǎng)絡概述

-物理層

-數(shù)據(jù)鏈路層

■網(wǎng)絡層

-運輸層

?應用層

?網(wǎng)絡安全

ComputerNetworks6

敖材和參考書

?教材：

謝希仁編著，《計算機網(wǎng)絡》（第5版），電子工業(yè)出版社,

2008年。

?參考書目：

1.BehrouzA.Forouzan,SophiaChui^Fegan.TCP/IPProtocolSuite,

清華大學出版社，2004年1月。

2.JamesF.Kurose,KeithW.Ross，ComputerNetworidng-ATop-

DownApproachFeaturingtheInternet,ThirdEdition,Higher

EducationPress(China)&PearsonEducation,2005.

3.WilliamStallings,Data&ComputerCommunicatioiis(Seventh

Edition),HigherEducationPress(China),2006,9.

ComputerNetworks7

4——Assess—me—nt-----

■考試(60%)+實驗(20%)+作業(yè)(10%)封艮告(10%)

ComputerNetworks8

《Chapter：計博機網(wǎng)絡輟述

1.1計算機網(wǎng)絡在信息時代中的作用

1.2因特網(wǎng)概述

1.3因特網(wǎng)的組成

1.4計算機網(wǎng)絡在我國的發(fā)展

1.5計算機網(wǎng)絡的分類

1.6計算機網(wǎng)絡的性能

1.7計算機網(wǎng)絡的體系結構

ComputerNetworks9

守

1.1計算機網(wǎng)絡在信息時代中的作用

■21世紀的一些重要特征就是數(shù)字化、網(wǎng)絡化和

信息化，它是一個以網(wǎng)絡為核心的信息時代。

■網(wǎng)絡現(xiàn)已成為信息社會的命脈和發(fā)展知識經(jīng)濟

的重要基礎。

■人們的生活、工作、學習和交往都已離不開因

特網(wǎng)。

■網(wǎng)絡是指“三網(wǎng)”，即電話網(wǎng)絡、有線電視網(wǎng)絡

和計算機網(wǎng)絡。

-發(fā)展最快的并起到核心作用的是計算機網(wǎng)絡。

ComputerNetworks10

計算機網(wǎng)絡向用戶提供的功能

■通訊

使上網(wǎng)用戶之間可以交換信息；

-資源共享

■信息共享

?軟件共享

?硬件共享。

ComputerNetworks11

“Cool”internetappliances

Web-enabledtoaster+

weatherforecaster

IPpictureframe

/

webACEServer

World'ssmallestwebserverInternetphones

ComputerNetworks12

L2因特網(wǎng)概述

1.2.1基本概念

■網(wǎng)絡(network)由若干結點(node)和連接這些結點的鏈

路(link)組成。

■互聯(lián)網(wǎng)是“網(wǎng)絡的網(wǎng)絡”(networkofnetworks)o

■Internet：當前全球最大的、開放的、由眾多網(wǎng)絡相

互連接而成的計算機網(wǎng)絡，采用TCP/1P協(xié)議族作為

通信的規(guī)則。

■連接在因特網(wǎng)上的計算機都稱為主機(host)。

ComputerNetworks13

I

網(wǎng)絡互聯(lián)網(wǎng)（網(wǎng)絡的網(wǎng)絡）

因特網(wǎng)

1.2.2因特網(wǎng)的發(fā)展

因特網(wǎng)的基礎結構大體上經(jīng)歷了三個階段的演進。

■第一階段是從單個網(wǎng)絡ARPANET向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過

程。(ARPA,AdvancedResearchProjectAgency)

?1967年，一次ACM會議上，ARPA提出；

>1967年,ARPANET成為現(xiàn)實。

-1983年TCFHP協(xié)議成為ARPANET上的標準協(xié)

議。

-人們把1983年作為因特網(wǎng)的誕生時間。

ComputerNetworks16

1969-1990：ARPANET

■提出了資源子網(wǎng)、通信子網(wǎng)的概念―一

■研究了分組交換方法了33n

品

三級結構的因特網(wǎng)

-因特網(wǎng)發(fā)展第二階段的特點是建成了三級結構的因特

網(wǎng)。

■1985年，NSF建立了國家科學基金網(wǎng)NSFNET。它是

一個三級計算機網(wǎng)絡：分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)

（或企業(yè)網(wǎng)）。

■1991年，美國政府決定將因特網(wǎng)的主干網(wǎng)轉交給私人公

司來經(jīng)營，并開始對接入因特網(wǎng)的單位收費。

■1993年因特網(wǎng)主干網(wǎng)的速率提高到45Mb/s（T3速

率）。

ComputerNetworks18

三級結構的因特網(wǎng)

?各網(wǎng)絡之間需要使用路由器來連接。

三級結構的因特網(wǎng)

■主機到主機的通信可能要經(jīng)過多種網(wǎng)絡。

多層次ISP結構的因特網(wǎng)

■因特網(wǎng)發(fā)展第三階段的特點是逐漸形成了多層

次ISP結構的因特網(wǎng)。

■出現(xiàn)了因特網(wǎng)服務提供者ISP(lnternet

ServiceProvider)o

ComputerNetworks21

用戶通過ISP上網(wǎng)

根據(jù)提供服務的覆蓋面積大小以及所擁有的

IP地址數(shù)目的不同，ISP也分成為不同的層次。

今日多級結構的因特網(wǎng)

?大致上可將因特網(wǎng)分為以下五個接入級

■網(wǎng)絡接入點NAP

-國家主干網(wǎng)（主干ISP）

.地區(qū)ISP

■本地ISP

■校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)或PC機上網(wǎng)用戶

ComputerNetworks24

萬維網(wǎng)WWW的問世

■因特網(wǎng)的迅猛發(fā)展始于20世紀90年代。由

歐洲原子核研究組織CERN開發(fā)的萬維網(wǎng)

WWW(WorldWideWeb)被廣泛使用在因特

網(wǎng)上，大大方便了廣大非網(wǎng)絡專業(yè)人員對網(wǎng)絡

的使用，成為因特網(wǎng)指數(shù)級增長的主要驅動

力。

ComputerNetworks25

州1.2.3因特網(wǎng)的標準化

ComputerNetworks26

■因特網(wǎng)草案(IinternetDraft)----在這個階段

還不是RFC文檔。

■建議標準(ProposedStandard)----從這個階

段開始就成為RFC文檔。

■草案標準(DraftStandard)

■因特網(wǎng)標準(InternetStandard)

ComputerNetworks27

各種RFC之間的關系

1.3因特網(wǎng)的組成

What5stheInternet:"nutsandbolts”view

router

workstation

0server

但mobile

ComputerNetworks29

品

因特網(wǎng)的組成

■邊緣部分：端系統(tǒng)（endsystem）

由所有連接在因特網(wǎng)上的主機組成。這部分

是用戶直接使用的，用來進行通信（傳送數(shù)

據(jù)、音頻或視頻）和資源共享。

■核心部分

由大量網(wǎng)絡和連接這些網(wǎng)絡的路由器組成。

這部分是為邊緣部分提供服務的（提供連通性

和交換）。

ComputerNetworks30

因特網(wǎng)的邊緣部分與核心部分

因特網(wǎng)的邊緣部分

1.3.1因特網(wǎng)的邊緣部分

■處在因特網(wǎng)邊緣的部分就是連接在因特網(wǎng)上的

所有的主機一端系統(tǒng)。

>“主機A和主機B進行通信”，實際上是指：

“運行在主機A上的某個程序和運行在主機B

上的另一個程序進行通信”。

■即“主機A的某個進程和主機B上的另一個進

程進行通信”?；蚝喎Q為“計算機之間通信”。

ComputerNetworks32

兩種通信方式

在網(wǎng)絡邊緣的端系統(tǒng)中運行的程序之間的通信方

式通常可劃分為兩大類：

-客戶服務器方式（C/S方式）

即Client/Server方式

■對等方式（R2P方式）

即Peer-to-Peer方式

ComputerNetworks33

1.客戶-服務器方式

-客戶(client)和服務器(server)都是指通信中所

涉及的兩個應用進程。

?客戶-服務器方式所描述的是進程之間服務和

被服務的關系。

■客戶是服務的請求方，服務器是服務的提供

方。

運行

客戶

網(wǎng)絡邊緣

程序運行

服務器

/程序

網(wǎng)絡核心

服務器''

/

客戶A向服務器B發(fā)出請求服務,

而服務器B向客戶A提供服務。

品

客戶軟件的特點

-被用戶調用后運行，在通信時主動向遠地服務

器發(fā)起通信（請求服務）。因此，客戶程序必

須知道服務器程序的地址。

■通常不需要特殊的硬件和很復雜的操作系統(tǒng)。

ComputerNetworks36

5?

服務器軟件的特點

■專門用來提供某種服務的程序，一般可同時處

理多個遠地或本地客戶的請求。

■系統(tǒng)啟動后即自動調用并一直不斷地運行著，

被動地等待并接受來自各地的客戶的通信請

求。因此，服務器程序不需要知道客戶程序的

地址。

-一般需要強大的硬件和高級的操作系統(tǒng)支持。

ComputerNetworks37

2.對等連接方式

■對等連接（peer-to-peer,簡寫為P2P）是指兩

個主機在通信時并不區(qū)分哪一個是服務請求方

還是服務提供方。

■只要兩個主機都運行了對等連接軟件（P2P軟

件），它們就可以進行平等的、對等連接通

信。

■雙方都可以下載對方已經(jīng)存儲在硬盤中的共享

文檔。

品

對等連接方式的特點

■對等連接方式從本質上看仍然是使用客戶-服

務器方式，只是對等連接中的每一個主機既是

客戶又同時是服務器。

■例如主機C請求D的服務時，C是客戶，D

是服務器。但如果C又同時向F提供服務，那

么C又同時起著服務器的作用。

ComputerNetworks39

運行.E---------1P運行

P2P程序丁I網(wǎng)絡邊緣「LCP2P程序

夫

I

X-------:——■

網(wǎng)絡核心|

\F分

運行Xj

ODT—運行

_____Z1I

P2P程序P2P程序

1.3.2因特網(wǎng)的核心部分

■因特網(wǎng)中最復雜的部分。

■網(wǎng)絡中的核心部分要向網(wǎng)絡邊緣中的大量主機

提供連通性，使邊緣部分中的任何一個主機都

能夠向其他主機通信。

-在網(wǎng)絡核心部分起特殊作用的是路由器

(router)o

ComputerNetworks41

品

路由器的功能

Router■是一臺計算機，用于連接多個邏輯上分

開的網(wǎng)絡。路由器是一種典型的網(wǎng)絡層設備，

在互連網(wǎng)絡中的位置是在子網(wǎng)與網(wǎng)絡之間或網(wǎng)

絡與網(wǎng)絡之間，分離(連接)各網(wǎng)絡。網(wǎng)絡之

間的通信通過路由器進行。

路由器是實現(xiàn)分組交換(packetswitching)的關

鍵構件，其任務是轉發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡

核心部分最重要的功能。

ComputerNetworks42

路由器處理分組的過程

■把收到的分組先放入緩存（暫時存儲）；

■查找轉發(fā)表，找出到某個目的地址應從哪個

端口轉發(fā)；

■把分組送到適當?shù)亩丝谵D發(fā)出去。

ComputerNetworks43

《分組交換技術的產(chǎn)生

-20世紀60年代美蘇冷戰(zhàn)時期的產(chǎn)物。

-60年代初，美國國防部領導的遠景研究規(guī)劃局ARPA

提出要研制一種生存性(survivability)很強的網(wǎng)絡。

■傳統(tǒng)的電路交換(circuitswitching)電信網(wǎng)有一個缺

點：正在通信的電路中有一個交換機或有一條鏈路被

炸毀，則整個通信電路就要中斷。

-如要改用其他迂回電路，必須重新?lián)芴柦⑦B接。這

將要延誤一些時間。

ComputerNetworks44

品

新型網(wǎng)絡的基本特點

■網(wǎng)絡用于計算機之間的數(shù)據(jù)傳送，而不是為了

打電話；

■網(wǎng)絡能夠連接不同類型的計算機；

■所有的網(wǎng)絡結點都同等重要，因而大大提高網(wǎng)

絡的生存性；

-計算機在進行通信時，必須有冗余的路由。

■網(wǎng)絡的結構應當盡可能地簡單，同時還能夠非

常可靠地傳送數(shù)據(jù)。

ComputerNetworks45

回顧：電路交換的特點

■兩部電話機只需要用一對電線就能夠互相連接

起來。

ComputerNetworks46

更多的電話機互相連通

■5部電話機兩兩相連，需10對電線。

■/V部電話機兩兩相連，需1)/2對電線。

■當電話機的數(shù)量很大時，這種連接方法需要的電線

對的數(shù)量與電話機數(shù)的平方成正比。

使用交換機

■當電話機的數(shù)量增多時，就要使用交換

機來完成全網(wǎng)的交換任務。

“交換”的含義

■在這里，“交換”(switching)的含義就是轉

接一把一條電話線轉接到另一條電話線，

使它們連通起來。

■從通信資源的分配角度來看，“交換”就是按

照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路的資源。

ComputerNetworks49

電路交換的特點

■電路交換必定是面向連接的。

-電路交換的三個階段：

■建立連接

?通信

■釋放連接

ComputerNetworks50

I電路交換舉例(1)

■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

中繼線

交換

C3機

A用戶線0中繼線

CcP

交換機CcP

CCP

P

3交換機?

D

戶

3C0用

C

C3

C3

ComputerNetworks51

電路交換舉例(2)

■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

-/

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。

ComputerNetworks53

分組交換原理

-步驟一：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。

-------------------報文------------------

1101000110101010110101011100010011010010

假定這個報文較長

不便于傳輸

ComputerNetworks54

添加首部構成分組

-步驟二：每一個數(shù)據(jù)段前面添加上首部構成分

組。

-報文-

I胸1據(jù)數(shù)據(jù)

分組2

_______________________________人___________

/--------------------------------

畫

分組3

畫

請注意：現(xiàn)在左邊是“前面”

ComputerNetworks55

分組交換的傳輸單元

■步驟三：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（假定接收端

在左邊）。

冬且1

---------------分組2

__________________________入__________________________

iil~~i~i-

-------------------分組3

__________________________人__________________

廠

aS~i~i

ComputerNetworks56

5?

分組首部的重要性

-每一個分組的首部都含有地址等控制信息。

?分組交換網(wǎng)中的結點交換機根據(jù)收到的分組的

首部中的地址信息，把分組轉發(fā)到下一個結點

交換機。

?用這樣的存儲轉發(fā)方式，最后分組就能到達最

終目的地。

ComputerNetworks57

收到分組后剝?nèi)ナ撞?/p>

■步驟四：接收端收到分組后剝?nèi)ナ撞窟€原成報

文。

逑1

首部數(shù)據(jù)

-------------分組2

-----------------------------入___________

首部數(shù)據(jù)

-----------_-_-___分_組__3

首部數(shù)據(jù)

收到的數(shù)據(jù)

ComputerNetworks58

最后還原成原來的報文

■步驟五：最后，在接收端把收到的數(shù)據(jù)恢復成

為原來的報文。

-------------------報文------------------

1101000110101010110101011100010011010010

■這里我們假定分組在傳輸過程中沒有出現(xiàn)差

錯，在轉發(fā)時也沒有被丟棄。

ComputerNetworks59

因特網(wǎng)的核心部分

-因特網(wǎng)的核心部分是由許多網(wǎng)絡和把它們互連起來的路

由器組成，而主機處在因特網(wǎng)的邊緣部分。

-在因特網(wǎng)核心部分的路由器之間一般都用高速鏈路相連

接，而在網(wǎng)絡邊緣的主機接入到核心部分則通常以相對

較低速率的鏈路相連接。

-主機的用途是為用戶進行信息處理的，并且可以和其他

主機通過網(wǎng)絡交換信息。路由器的用途則是用來轉發(fā)分

組的，即進行分組交換的。

ComputerNetworks60

分組交換網(wǎng)的示意圖

H4Q

注意分組路徑的變化!

D

路由器

B

H

主機6

VEH向H發(fā)送分組

A26

H1向H5發(fā)送分組

H5

C—

互聯(lián)可

ComputerNetworks63

分組的存儲轉發(fā)過程

■?—1I

illn「最后到達目的主機H5

ComputerNetworks64

分組交換的優(yōu)點

■高效動態(tài)分配傳輸帶寬，對通信鏈路是逐段

占用。

-靈活以分組為傳送單位和查找路由。

-迅速不必先建立連接就能向其他主機發(fā)送分

組。

■可靠保證可靠性的網(wǎng)絡協(xié)議；分布式的路由

選擇協(xié)議使網(wǎng)絡有很好的生存性。

ComputerNetworks65

分組交換帶來的問題

?分組在各結點存儲轉發(fā)時需要排隊，這就會造

成一定的時延。

■分組必須攜帶的首部（里面有必不可少的控制

信息）也造成了一定的開銷。

ComputerNetworks66

存儲轉發(fā)原理并非完全新的概念

■在20世紀40年代，電報通信也采用了基于

存儲轉發(fā)原理的報文交換(message

switch!ng)o

■報文交換的時延較長，從幾分鐘到幾小時不

等?，F(xiàn)在報文交換已經(jīng)很少有人使用了。

ComputerNetworks67

三種交換的比較

L4計算機網(wǎng)絡在我國的發(fā)展

(1)中國公用計算機互聯(lián)網(wǎng)CHINANET

⑵中國教育和科研計算機網(wǎng)CERNET

(3)中國科學技術網(wǎng)CSTNET

(4)中國聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)UNINET

(5)中國網(wǎng)通公用互聯(lián)網(wǎng)CNCNET

(6)中國國際經(jīng)濟貿(mào)易互聯(lián)網(wǎng)ClETNET

(7)中國移動互聯(lián)網(wǎng)CMNET

(8)中國長城互聯(lián)網(wǎng)CGWNET

(9)中國衛(wèi)星集團互聯(lián)網(wǎng)CSNET

ComputerNetworks69

4^^

1.5計算機網(wǎng)絡的分類

-1.5.1計算機網(wǎng)絡的不同定義

■最簡單的定義：計算機網(wǎng)絡是一些互相連接

的、自治的計算機的集合。

■因特網(wǎng)(Internet)是“網(wǎng)絡的網(wǎng)絡”。

■1.5.2幾種不同類別的網(wǎng)絡

?不同作用范圍的網(wǎng)絡

■不同拓樸結構的網(wǎng)絡

■不同使用者的網(wǎng)絡

ComputerNetworks70

不同作用范圍的網(wǎng)絡

■廣域網(wǎng)WAN(WideAreaNetwork)

-幾十到幾千km

■城域網(wǎng)MAN(MetropolitanAreaNetwork)

■5~50km

■局域網(wǎng)LAN(LocalAreaNetwork)

■1km左右

■個人區(qū)域網(wǎng)PAN(PersonalAreaNetwork)

■10m左右

ComputerNetworks71

不同拓樸結構的網(wǎng)絡

■拓撲(topology)

從圖論演變而來的概念，是一種研究與

大小形狀無關的點、線、面特點的方法。

ComputerNetworks72

耳

計算機網(wǎng)絡的拓樸結構

-在計算機網(wǎng)絡中，拋開具體的設備，把諸如工

作站、服務器、交換機等網(wǎng)絡單元抽象為

“點”，把網(wǎng)絡中的電纜等通信介質抽象為“線”，

這樣從拓撲學的觀點看計算機和網(wǎng)絡系統(tǒng)，就

形成了點和線組成的幾何圖形，從而抽象出了

網(wǎng)絡系統(tǒng)的具體結構。稱這種采用拓撲學方法

抽象的網(wǎng)絡結構為計算機網(wǎng)絡的拓撲結構。

ComputerNetworks73

通信子網(wǎng)的拓撲構型

-計算機網(wǎng)絡的拓撲主要是指通信子網(wǎng)的

拓撲構型。分為兩大類：

①點一點線路通信子網(wǎng)拓撲結構

②廣播信道通信子網(wǎng)拓撲結構。

ComputerNetworks74

（a）星型（b）環(huán)型（c）樹型（d）全連接（e）交叉環(huán)（f）網(wǎng)狀

ComputerNetworks75

廣播信道通信子網(wǎng)拓撲結構

■在采用廣播信道的通信子網(wǎng)中，一個公共的

通信信道被多個網(wǎng)絡結點共享。所有節(jié)點共

享傳輸介質，任何一個節(jié)點發(fā)送到網(wǎng)上的信

息可為網(wǎng)中所有其它節(jié)點接受。適合于局域

網(wǎng)。

ComputerNetworks76

也

廣人\|z工vl/xR|z

(a)地面無線電網(wǎng)

(c)總線局域網(wǎng)

廣播信道通信子網(wǎng)的拓樸結構

計算機網(wǎng)絡按拓樸結構分類

■星型網(wǎng)絡

■環(huán)型網(wǎng)絡

■總線型網(wǎng)絡

■樹型網(wǎng)絡

■網(wǎng)狀型網(wǎng)絡

ComputerNetworks78

壯本星型結構單元示例

星型網(wǎng)絡

■組成：各節(jié)點間無直接的鏈路，分節(jié)點間的通

信必須通過中心節(jié)點間接實現(xiàn)。

-優(yōu)點：結構簡單、構造容易、便于管理和訪問

協(xié)議簡單。

■缺點：中心節(jié)點負擔過重、擴充困難，對中心

節(jié)點的可靠性要求高，通信線路總長度長，費

用高，安裝、維護麻煩。

ComputerNetworks80

J

圖3-4環(huán)型結構網(wǎng)絡示例

環(huán)型網(wǎng)絡

■組成：各主機經(jīng)由各自的中繼器或轉發(fā)器和點

到點鏈路組成閉合環(huán)。

-優(yōu)點：結構簡單，傳輸路徑長度較短，最大延

遲確定，時實性較好。

-缺點：某個節(jié)點出錯可能會終止全網(wǎng)運行，可

靠性較差；同時擴充困難，這是由于此時需要

對全網(wǎng)拓撲和訪問機制進行調整所致。

ComputerNetworks82

J

T作站

總線w結構示例

守

總線型網(wǎng)絡

■組成：采用單根傳輸線作為傳輸介質,所有站

點都通過相應的硬件接口直接連到傳輸介質既

總線上；任一站點發(fā)送的信號都可以沿介質傳

輸且能被其他所有站點接收，但只有目的站點

真正接收,其他的站點則把信號丟棄。

-優(yōu)點：電纜長度短、可靠性高、易于擴充。

■缺點：總線的物理長度和容納的站點數(shù)有限，

多用于組建局域網(wǎng)。

ComputerNetworks84

交發(fā)機

工作站

樹型結構示例

品

《樹型網(wǎng)絡

-組成：各節(jié)點按層次進行連接，處于越高層次

的節(jié)點，其可靠性要求越高。

-優(yōu)點：這種結構總線路長度較短，容易擴展和

進行故障隔離。

-缺點：結構比較復雜且對根的依賴性太大。

ComputerNetworks86

網(wǎng)狀型網(wǎng)絡

■組成：一般又分有規(guī)則和無規(guī)則型

-優(yōu)點：最大特點是可靠性高，因為節(jié)點間存在

著冗余鏈路，某個鏈路出了故障，還可以選擇

其它。

-缺點：通信線路長、成本高、路徑控制復雜。

ComputerNetworks87

不同使用者的網(wǎng)絡

■公用網(wǎng)(publicnetwork)

■專用網(wǎng)(privatenetwork)

ComputerNetworks88

&接入網(wǎng)AN(AccessNetwork)

＞又稱為本地接入網(wǎng)或居民接入網(wǎng)。

-由ISP提供的接入網(wǎng)只是起到讓用戶能夠與

因特網(wǎng)連接的“橋梁”作用。

ComputerNetworks89

J

AccessNetworkandTechnologies

1.6計算機網(wǎng)絡的性能

1.6.1計算機網(wǎng)絡的性能指標

1.速率

-比特(bit)是計算機中數(shù)據(jù)量的單位，也是信息論中

使用的信息量的單位。

■速率：連接在計算機網(wǎng)絡上的主機在數(shù)字信道上傳送數(shù)

據(jù)的速率，即數(shù)據(jù)率(datarate)或比特率(bitrate)。

速率是計算機網(wǎng)絡中最重要的一個性能指標。速率的單

位是b/s,或kb/s,Mb/s,Gb/s等

■速率往往是指額定速率或標稱速率。

ComputerNetworks91

2.帶寬

■“帶寬”(bandwidth)本來是指信號具有的頻帶

寬度，信號的帶寬是指該信號所包含的各種

成分所占據(jù)的頻率范圍。帶寬的單位是赫

(或千赫、兆赫、吉赫等)。

■現(xiàn)在“帶寬”是數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)

率”的同義語,單位是“比特每秒"，或b/s

(bit/s)o

ComputerNetworks92

常用的帶寬單位

■千比每秒,即kb/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(1012b/s)

*請注意：在計算機界，K=210=1024

203040

M=25G=25T=2O

ComputerNetworks93

3.吞吐量

IB——―----------

■吞吐量(throughput)表示在單位時間內(nèi)通過某

個網(wǎng)絡(或信道、接口)的數(shù)據(jù)量。

■吞吐量更經(jīng)常地用于對現(xiàn)實世界中的網(wǎng)絡的一

種測量，以便知道實際上到底有多少數(shù)據(jù)量能

夠通過網(wǎng)絡。

-吞吐量受網(wǎng)絡的帶寬或網(wǎng)絡的額定速率的限

制。

ComputerNetworks94

4.時延(delay或latency)

■傳輸時延（發(fā)送時延）

發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)塊從結點進入到傳輸媒

體所需要的時間。也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一

個比特算起，到該幀的最后一個比特發(fā)送完畢

所需的時間。

數(shù)據(jù)塊長度（比特）

發(fā)送時延=

信道帶寬（比特/秒）

ComputerNetworks95

以L

&時延（delay或latency）

■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(fā)送速率）利信號在信道上

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）

ComputerNetworks96

里?

&時延(delay或latency)

＞處理時延交換結點為存儲轉發(fā)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(jīng)歷的

時延。

排隊時延的長短往往取決于網(wǎng)絡中當時的

通信量。

ComputerNetworks97

&時延(delay或latency)

-數(shù)據(jù)經(jīng)歷的總時延就是發(fā)送時延、傳播

時延、處理時延和排隊時延之和：

總時延=發(fā)送時延+傳播時延+處理時延+排隊時延

ComputerNetworks98

四種時延所產(chǎn)生的地方

結點A發(fā)送器結點B

從結點A向結點B發(fā)送數(shù)據(jù)

ComputerNetworks99

、i5.―時延―帶―寬積

時延帶寬積

（傳播）時延?A

市范

鏈路

時延帶寬積=傳播時延X