河海大學(xué)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課件-第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

計(jì)算機(jī)與信息學(xué)障—_

第一章網(wǎng)絡(luò)概述

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要求

?了解：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展過程

?掌握：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義與分類

?掌握：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成、功能

?了解：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)常用術(shù)語

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1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

□1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

□2、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義

□3、Internet的發(fā)展

□4、中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展?fàn)顩r

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1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

?通信與計(jì)算機(jī)結(jié)合一-計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生

1954年誕生了叫做收發(fā)器的終端，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程終端與計(jì)算

機(jī)相連，計(jì)算機(jī)與通信的集合就這樣開始了。

主機(jī)、前端機(jī)

電話線立注以辿主機(jī)

工—□-§

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1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

存在問題:

□主機(jī)負(fù)荷過重,從而導(dǎo)致響應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)；

□終端速度低，操作時(shí)間長(zhǎng)，因而占用通信線路

的時(shí)間也長(zhǎng)，故通信代價(jià)極高；

□單個(gè)計(jì)算機(jī)集中系統(tǒng)的可靠性較低，一旦主機(jī)

出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓。

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1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

?分組交換網(wǎng)的出現(xiàn)

分組交換也叫包交換。（6夕年代）

1969年12月，美國(guó)的

分組交換網(wǎng)ARPANET（

當(dāng)時(shí)4個(gè)結(jié)點(diǎn)）投入運(yùn)

行。從此，計(jì)算機(jī)網(wǎng)

D絡(luò)的發(fā)展就進(jìn)入了一

交換機(jī)個(gè)嶄新的時(shí)代。

中繼線

用戶線現(xiàn)在大家都公認(rèn)

\交換機(jī)

ARPANET為分組交換

網(wǎng)之父，并將分組交

換網(wǎng)的出現(xiàn)作為現(xiàn)代

電信時(shí)代的開始。

濯1-4電路交換的不意圖

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1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

分組交換網(wǎng)的特點(diǎn)

通常我們將放發(fā)送的整塊數(shù)據(jù)稱為一個(gè)報(bào)文。在發(fā)送報(bào)文之前，先將較

長(zhǎng)的報(bào)文劃分成為一個(gè)個(gè)更小的等長(zhǎng)數(shù)據(jù)段,例如，每個(gè)數(shù)據(jù)段為1024

比特。在每一個(gè)數(shù)據(jù)段的前面，加上首部后,就構(gòu)成了一個(gè)分組。分組

又稱為“包”。分組中的首部是非常重要的,因?yàn)檎欠纸M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(wǎng)只有從分組

的首部才能獲知應(yīng)將此分組發(fā)往何處。

報(bào)文

發(fā)送在前

圖1-5分組的概念

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（a）核心能分的路由器把網(wǎng)絡(luò)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系的形成（70年代）

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)。

1975年，IBM發(fā)布系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（SNA）

為了計(jì)算機(jī)互連，ISO組織于1977年發(fā)布了“開發(fā)系統(tǒng)互連基本參考

模型"--OSI/RM

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計(jì)算機(jī)與信息學(xué)

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

在這一階段，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)朝著具有統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu)，遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議

的方向發(fā)展。用戶可以把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)看作一個(gè)大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用戶不必

了解這個(gè)網(wǎng)絡(luò)是由哪些子系統(tǒng)構(gòu)成，可以用簡(jiǎn)單的方式訪問被授權(quán)的資源

,真正實(shí)現(xiàn)透明的資源共享。Internet的出現(xiàn)，使這種共享達(dá)到了至善至

美的境界。

?InterNet成為世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

1983年ARPANET有300臺(tái)計(jì)算機(jī)，1984分成二個(gè)網(wǎng)絡(luò)（民用和軍事），民

用網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成InterNet網(wǎng)絡(luò)。（80年代）

?新一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)一-B-lSDN（90年代）

N-ISDN—窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（傳輸速度不高）

B-ISDN--寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（傳輸速度高）

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2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義

令內(nèi)環(huán)

AIM

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2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義：（資源共享的角度）

把分布在不同地理位置的計(jì)算機(jī)，通過通信

系統(tǒng)連接起來，達(dá)到資源共享的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本特征主要表現(xiàn)在：

1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)建立的目的是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)資源共享

2.計(jì)算機(jī)是分布在不同地理位置的多臺(tái)獨(dú)立的“自治計(jì)算機(jī)”

3.連網(wǎng)計(jì)算機(jī)必須遵循全網(wǎng)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

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2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(ComputerNetwork)：

把地理上分散的多臺(tái)自治計(jì)算機(jī)互連的集合O

自治計(jì)算機(jī)這一概念排除了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中主

從關(guān)系的可能性。計(jì)算機(jī)互連必須遵循約

4C<*XAM

定的通信（網(wǎng)絡(luò)）協(xié)議，由通信設(shè)備、通計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)

信鏈路及網(wǎng)絡(luò)軟件實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可實(shí)百科仝書

現(xiàn)信息交互、資源共享、協(xié)同工作及在線

處理等功能。

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3、Internet的發(fā)展

□什么是互聯(lián)網(wǎng)？

一些相互連接的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的集合（網(wǎng)

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3、Internet的發(fā)展

□Internet網(wǎng)絡(luò)（因特網(wǎng)）

internet是普通名詞

■泛指一般的互聯(lián)網(wǎng)

Internet是專有名詞

■世界范圍的互聯(lián)網(wǎng)

■使用TCP/1P協(xié)議族

■前身是美國(guó)的阿帕網(wǎng)ARPANET

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4、中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展?fàn)顩r

四大公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)：

1)公用分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)(ChinaPAC)93年

2)公用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(ChinaDDN)94年

3)公用幀中繼網(wǎng)(ChinaFRN)94年

4)公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)(ChinaNet)95年

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4、中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)霆狀況

十大運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)商USP)

(1)中國(guó)公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)CHINANETf物融基

(2)中國(guó)教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)CERNET

(3)中國(guó)科學(xué)技術(shù)網(wǎng)CSTNET

(4)中國(guó)聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)UNINET

(5)中國(guó)網(wǎng)通公用互聯(lián)網(wǎng)CNCNET

(6)中國(guó)國(guó)際經(jīng)濟(jì)貿(mào)易互聯(lián)網(wǎng)CIETNET

(7)中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)CMNET

(8)中國(guó)長(zhǎng)城互聯(lián)網(wǎng)CGWNET

(9)中國(guó)衛(wèi)星集團(tuán)互聯(lián)網(wǎng)CSNET

(10)中國(guó)電信集團(tuán)公司CTCC

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1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的之類

由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的廣泛使用，目前在世界上已

出現(xiàn)了多種形式的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，可以從不同的角度

對(duì)它們進(jìn)行分類，如根據(jù)其地理覆蓋范圍的大小，

可將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分成廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓

撲結(jié)構(gòu)的不同，又可將網(wǎng)絡(luò)分成星型網(wǎng)、樹型網(wǎng)、

總線型網(wǎng)、環(huán)型網(wǎng)和網(wǎng)狀型網(wǎng)等，還可從交換方式

或控制方式等方面進(jìn)行分類。

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根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍進(jìn)行分類

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按照其覆蓋的地理范圍進(jìn)行分類，可以很好

地反映不同類型網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特征。由于網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理

范圍不同，它們所采用的傳輸技術(shù)也就不同，因而形成

了不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能。

按覆蓋的地理范圍進(jìn)行分類，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分為：

1廣域網(wǎng)WAN(WideAreaNetwork)

2城域網(wǎng)MAN(MetropolitanAreaNetwork)

3局域網(wǎng)LAN(LocalAreaNetwork)

4個(gè)域網(wǎng)PAN(PersonaIAreaNetwork)

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1、廣域網(wǎng)--WAN

廣域網(wǎng)也稱為遠(yuǎn)程網(wǎng)。它所覆蓋的地理

范圍從幾十公里到幾千公里。廣域網(wǎng)覆蓋一

個(gè)國(guó)家、地區(qū)，或橫跨幾個(gè)洲，形成國(guó)際性

的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)。廣域網(wǎng)的通信子網(wǎng)主要使用分

組交換技術(shù)。廣域網(wǎng)的通信子網(wǎng)可以利用公

用分組交換網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)和無線分組交換

網(wǎng)，它將分布在不同地區(qū)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連

起來.達(dá)到資源共享的目的。WAN的特點(diǎn)：

?網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣

?傳輸速度低

?通信設(shè)備屬國(guó)家所有

?對(duì)入網(wǎng)計(jì)算機(jī)不作限制

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2、城域網(wǎng)-MAN

城市地區(qū)網(wǎng)絡(luò)常簡(jiǎn)稱為Headquarter

城域網(wǎng)。城域網(wǎng)是介于廣

域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間的一種

高速網(wǎng)絡(luò)。城域網(wǎng)設(shè)計(jì)的

目標(biāo)是要滿足幾十公里范

圍內(nèi)的企業(yè)、機(jī)關(guān)、公司

的多個(gè)局域網(wǎng)互連的需求

,以實(shí)現(xiàn)大量用戶之間的

數(shù)據(jù)、語音、圖形與視頻

等多種信息的傳輸功能。

SalesR&DGroup1

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3、局域網(wǎng)--LAN

局域網(wǎng)用于將有限范圍內(nèi)（如一個(gè)實(shí)驗(yàn)

室、一棟大樓、一個(gè)校園）的各種計(jì)算

機(jī)、終端與外部設(shè)備互連成網(wǎng)。局域網(wǎng)

技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用日益廣泛，是計(jì)算

機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最活躍的領(lǐng)域之一。

LAN的特點(diǎn)：

□地理覆蓋范圍小

口傳輸速率高

口設(shè)備為單位或個(gè)人所有

口入網(wǎng)計(jì)算機(jī)大多為PC

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根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍進(jìn)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(gè)域網(wǎng)

網(wǎng)絡(luò)姑樹指

10米同一個(gè)房間

100米同林建筑物A局域網(wǎng)

1公里問一個(gè)園區(qū)

RTR教育城域網(wǎng)

10公里同一座城市城域網(wǎng)

100公里同一個(gè)國(guó)家

;＞廣域網(wǎng)

1000公里同一個(gè)大陸J

10000公里同一個(gè)行星互聯(lián)網(wǎng)

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根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分類

根據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的幾何連接形式或網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，

可把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分成以下五類：星型、樹型、總線型、環(huán)

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按網(wǎng)絡(luò)控制方式分類

1、集中式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

2、分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

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按網(wǎng)絡(luò)控制方式分委

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為集中式和分布式麗網(wǎng)絡(luò):

1、集中式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

這種網(wǎng)絡(luò)的處理和控制功能都高度集中在一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)結(jié)點(diǎn)

上，所有的信息流都必須經(jīng)過這些結(jié)點(diǎn)之一，因此，這些結(jié)點(diǎn)

是網(wǎng)絡(luò)的處理和控制中心，而其余的大多數(shù)結(jié)點(diǎn)則有較少的處

理和控制功能。前面所介紹的星型網(wǎng)絡(luò)和樹型網(wǎng)狀都是典型的

集中式網(wǎng)絡(luò)。

優(yōu)點(diǎn)是:實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，其網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)很容易從傳統(tǒng)的分時(shí)操作系

統(tǒng)經(jīng)適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)充和改造而成。

缺點(diǎn):實(shí)時(shí)性差、可靠性低、缺乏較好的可擴(kuò)充性和靈活性。

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按網(wǎng)絡(luò)控制方式分類與

s*T

2、分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)b

在這種網(wǎng)絡(luò)中，不存在一個(gè)處理和控制中心。網(wǎng)絡(luò)中的任

一結(jié)點(diǎn)都至少和另外兩個(gè)結(jié)點(diǎn)相連接，信息從一個(gè)結(jié)點(diǎn)到達(dá)

另一結(jié)點(diǎn)時(shí)，可能有多條路徑。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)結(jié)點(diǎn)均

以平等地位相互協(xié)調(diào)工作和交換信息，并可共同完成一個(gè)大

型任務(wù)。前述的分組交換網(wǎng)、網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)都屬于分布式網(wǎng)絡(luò)。

優(yōu)點(diǎn):信息處理的分布性、可靠性高、可擴(kuò)充性及靈活性好

45:OOJ

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1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的定義，一個(gè)典型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要

是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)軟件及協(xié)

議三大部分組成。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)的基本模塊，

為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他計(jì)算機(jī)提供共享資源；數(shù)據(jù)通信

系統(tǒng)是連接網(wǎng)絡(luò)基本模塊的橋梁，它提供各種連

接技術(shù)和信息交換技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)軟件是網(wǎng)絡(luò)的組織

者和管理者，在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的支持下，為網(wǎng)絡(luò)用戶

提供各種服務(wù)。

45:OOJ

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1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要完成數(shù)據(jù)信息的收集、存儲(chǔ)、處理和輸出

任務(wù)，并提供各種網(wǎng)絡(luò)資源。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的

用途可分為服務(wù)器和工作站

(1)服務(wù)器:負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)控制，并構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的主要

資源。

(2)工作站:又稱“客戶機(jī)”，是連接到服務(wù)器的計(jì)算機(jī)，

相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)普通用戶，它可以使用網(wǎng)絡(luò)上的共享

資源

目

口

.-

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2.數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)適配器、傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)

設(shè)備等組成。

（1）網(wǎng)絡(luò)適配器（又稱網(wǎng)卡）

（2）傳輸介質(zhì)

（3）網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備

45:OOJ

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3.網(wǎng)絡(luò)軟件

網(wǎng)絡(luò)軟件是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能所不可缺少的軟環(huán)

境。包括：

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和協(xié)議軟件；

網(wǎng)絡(luò)通信軟件；

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)；

網(wǎng)絡(luò)管理及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件。

45:OOJ

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局域網(wǎng)的組成

1、網(wǎng)絡(luò)工作站2、網(wǎng)絡(luò)適配器

一,

3、集線器4、傳輸介質(zhì)

5、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)a器

45:OOJ

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局域網(wǎng)的類型

■.HMM

口基本型

1以太網(wǎng)

2令牌環(huán)網(wǎng)

3令牌傳輸總線網(wǎng)

□快速局域網(wǎng)

1FDDI光纖環(huán)網(wǎng)

2快速以太網(wǎng)

3100VG-AnyLAN

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廣域網(wǎng)的組成__________________

A、廣域網(wǎng)的組成

WAN最基本的功能是數(shù)據(jù)通信和資源共享。從邏輯上

WAN分成兩大部分：

資源子網(wǎng)：主要負(fù)責(zé)全網(wǎng)的信息處理，為網(wǎng)絡(luò)用戶提

供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和資源共享功能。

通信子網(wǎng)：主要負(fù)責(zé)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信，為網(wǎng)絡(luò)用戶提

供數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)接'加工和變換等通信處理工作。

45:OOJ

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廣域網(wǎng)的組成

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通信子網(wǎng):

□通信子網(wǎng)由通信控制處理機(jī)、通信線路與其他通信設(shè)備

組成，完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)等通信處理任務(wù)；

□通信控制處理機(jī)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中被稱為網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)；

□通信控制處理機(jī)作為與資源子網(wǎng)的主機(jī)、終端的連接的

接口，將主機(jī)和終端連入網(wǎng)內(nèi)；

□通信控制處理機(jī)作為通信子網(wǎng)中的分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)，

完成分組的接收、校驗(yàn)、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)等功能；

□早期的ARPAnet中，承擔(dān)通信控制處理機(jī)功能的設(shè)備是

接口報(bào)文處理機(jī)(iinterfacemessageprocessor,

IMP)o

45:OOJ

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多計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院

資源子網(wǎng)的組成一

主機(jī)終端終端控司器

外設(shè)軟件資源信息資源

□主機(jī)（host）：大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)、工作

站或微機(jī)

□終端（terminal）

用戶訪問網(wǎng)絡(luò)的界面；

終端可以是簡(jiǎn)單的輸入、輸出終端，也可以是帶有

微處理機(jī)的智能終端；

終端可以通過主機(jī)連入網(wǎng)內(nèi)，也可以通過終端控制

器、報(bào)文分組組裝與拆卸裝置或通信控制處理機(jī)連

入網(wǎng)內(nèi)45:OOJ

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現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化

□隨著微型計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，大量的微型計(jì)算機(jī)是通

過局域網(wǎng)連入廣域網(wǎng)，而局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)、廣域網(wǎng)與

廣域網(wǎng)的互連是通過路由器實(shí)現(xiàn)的；

□在Internet中，用戶計(jì)算機(jī)需要通過校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)

或ISP聯(lián)入地區(qū)主干網(wǎng)，地區(qū)主干網(wǎng)通過國(guó)家主干網(wǎng)聯(lián)

入國(guó)家間的高速主干網(wǎng)，這樣就形成一種由路由器互

聯(lián)的大型、層次結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

45:OOJ

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由路由器互聯(lián)的大型、層次結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)示意圖

主機(jī)主機(jī)

45:OOJ

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1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能和應(yīng)用

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能

以資源共享為目標(biāo)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，具有下列幾方面功能：

A、數(shù)據(jù)通信

可以傳輸各種類型的信息，包括數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)遷移

2、計(jì)算遷移

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計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能

C、分布式處理

1、進(jìn)程遷移的啟動(dòng)

2、進(jìn)程遷移的內(nèi)容

3、進(jìn)程如何遷移

D、集中管理

對(duì)地理位置分散的組織和部門,可通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

來實(shí)現(xiàn)集中管理，如數(shù)據(jù)庫(kù)情報(bào)檢索系統(tǒng)、交通運(yùn)

輸部門的定票系統(tǒng)、軍事指揮系統(tǒng)等

E、均衡負(fù)荷

將作業(yè)分散到網(wǎng)絡(luò)中的其它計(jì)算機(jī)中，共同完成

45

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計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展給傳統(tǒng)的信息處理工作帶來了革命

性的變化，同時(shí)也給傳統(tǒng)的管理帶來了很大的沖擊。目前，計(jì)

算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

數(shù)字通信

分布式計(jì)算計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

的應(yīng)用

信息查詢

[辦公自動(dòng)化)

‘企業(yè)管理與決策

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1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中幾個(gè)術(shù)語

1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、互連網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)

□計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：一些相互連接的計(jì)算機(jī)的集合。

□互連網(wǎng)：一些相互連接的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的集合（網(wǎng)絡(luò)

的網(wǎng)絡(luò)）。

□互聯(lián)網(wǎng)：就是互連網(wǎng)的同義詞。

'尸j計(jì)算機(jī)P里2互連網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)

爭(zhēng)河豚火筆計(jì)算機(jī)與信息學(xué)

1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中幾個(gè)術(shù)語

2internet與Internet

□internet是普通名詞

■泛指一般的互連網(wǎng)（互聯(lián)網(wǎng)）

□Internet是專有名詞

■世界范圍的互連網(wǎng)（互聯(lián)網(wǎng)）

■使用TCP/1P協(xié)議族

■前身是美國(guó)的阿帕網(wǎng)ARPANET

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計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院一_

1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中幾個(gè)術(shù)語

“國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)”或“互聯(lián)網(wǎng)”

□有人愿意用“國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)”或“互聯(lián)網(wǎng)”來表示

Interneto但這是不嚴(yán)格的。

□例如，中國(guó)某校園網(wǎng)和外國(guó)某校園網(wǎng)互連起來就

構(gòu)成了“互聯(lián)網(wǎng)”，并且是“國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)”，但

這并不是Interneto

□許多文獻(xiàn)和資料同時(shí)使用具有不同意義的名詞

internet和Internet。如果把Internet

譯為“互聯(lián)網(wǎng)"，那么internet將沒有合適

的譯名。

45:OOJ

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1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中幾個(gè)術(shù)語

3速率

□比特(bit)是計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)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(gè)“二進(jìn)制數(shù)字”，因此一個(gè)比特

就是二進(jìn)制數(shù)字中的一個(gè)1或0

□速率即數(shù)據(jù)率(datarate)或比特率(bitrate)是

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最重要的一個(gè)性能指標(biāo)。指連接在

計(jì)黃機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)在數(shù)字信道上傳送數(shù)據(jù)的速

率

□速率的單位是b/s,或kb/s,Mb/s,Gb/s等

45:OOJ

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1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中幾個(gè)術(shù)語

4+市H-c范dp與I—范r±pH市44-

□“帶寬”本來是指信號(hào)具有的頻帶寬度，表

示通信線路允許通過的信號(hào)頻帶范圍稱為

“線路的帶寬”，單位是赫(或千赫、兆赫、

吉赫等)。

□現(xiàn)在“帶寬”是網(wǎng)絡(luò)帶寬，表示在單位時(shí)間

內(nèi)從網(wǎng)絡(luò)的某節(jié)點(diǎn)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)所能傳送的

“最高數(shù)據(jù)率”,單位是“比特每秒”，

或b/s(bit/s)o

45:OOJ

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計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的帶寬

□計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的帶寬是指網(wǎng)絡(luò)可通過的最高

數(shù)據(jù)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(shí)際上是10Mb/So

■這里的M是106o

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計(jì)算機(jī)與信息學(xué)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(qǐng)注意：在計(jì)算機(jī)界，K=210=1024

M=22。，G=23。，T=240o

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什么是寬帶?

口寬帶線路：可通過較高數(shù)據(jù)率的線路。

口寬帶是相對(duì)的概念，并沒有絕對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)。

□在目前，對(duì)于用戶接入到因特網(wǎng)的用戶線

來說，每秒傳送幾個(gè)兆比特就可以算是寬

帶速率。

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爭(zhēng)河豚火筆計(jì)算機(jī)與信息學(xué)

對(duì)寬帶傳輸?shù)腻e(cuò)誤概念

□有些人愿意用“汽車在公路上跑”來比喻

“比特在網(wǎng)絡(luò)上傳輸”，認(rèn)為寬帶傳輸?shù)暮?/p>

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(duì)于這種比喻一定要謹(jǐn)慎對(duì)待。

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計(jì)算機(jī)與信息學(xué)

常見的錯(cuò)誤是混淆了兩種速率

□在網(wǎng)絡(luò)中有兩種不同的速率：

■信號(hào)（即電磁波）在傳輸媒體上的傳播速率（米/秒,

或公里/秒）

■計(jì)算機(jī)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)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(jì)算機(jī)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送比特的速率較高。

45:OOJ

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錯(cuò)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

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尊河豚火修計(jì)算機(jī)與信息學(xué)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(jì)算機(jī)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。

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數(shù)字信號(hào)流隨時(shí)間的變化

□在時(shí)間軸上信號(hào)的寬度隨帶寬的增大而變窄。

1|1S

Y-A

帶寬為|o口o|"T~|時(shí)間

1前/s|ILZILZlLZZJ

|<--------------每秒106個(gè)比特------------------>

0.25jus

P----------------------每秒4x106個(gè)比特---------------->

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比喻：汽車運(yùn)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

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另一種錯(cuò)誤概念

——“寬帶”相當(dāng)于“多車道”

通信線路上通常都是串行傳輸

100101110100100111010001011010

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計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院一_

1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中幾個(gè)本語

5吞吐量

口吞吐量(throughput)表示在單位時(shí)間內(nèi)通過某

個(gè)網(wǎng)絡(luò)(或信道、接口)的數(shù)據(jù)量。

□吞吐量更經(jīng)常地用于對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的網(wǎng)絡(luò)的一

種測(cè)量，以便知道實(shí)際上到底有多少數(shù)據(jù)量能

夠通過網(wǎng)絡(luò)。

□吞吐量受網(wǎng)絡(luò)的帶寬或網(wǎng)絡(luò)的額定速率的限制。

□例如：100Mb/s的以太網(wǎng)，額定速率100Mb/s,

吞吐量＜100Mb/s,通常小于70Mb/s。

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1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中幾個(gè)主語

6時(shí)延

□時(shí)延：指一個(gè)報(bào)文或分組從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的一端傳送到另

一個(gè)端所需要的時(shí)間。它包括了發(fā)送時(shí)延，傳播時(shí)延，

處理時(shí)延，排隊(duì)時(shí)延

□發(fā)送時(shí)延:發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點(diǎn)進(jìn)入到傳輸媒體

所需要的時(shí)間

□也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個(gè)比特算起，到該幀的最

后一個(gè)比特發(fā)送完畢所需的時(shí)間。又稱傳￥時(shí)延

—數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度（比特）

發(fā)送時(shí)延--------------------

信道帶寬（比特/秒）

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計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院二

1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中幾個(gè)術(shù)語

□傳播時(shí)延:電磁波在信道中需要傳播一定的

距離而花費(fèi)的時(shí)間。

□信號(hào)傳輸速率（即發(fā)送速率）和信號(hào)在信道

上的傳播速率是完全不同的概念。

信道長(zhǎng)度（米）

傳播時(shí)延=

信號(hào)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(zhǎng)的光纖線路產(chǎn)生的傳播時(shí)延大約為5ms苫

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1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中幾個(gè)土語

□處理時(shí)延:交換結(jié)點(diǎn)為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)而進(jìn)行一些

必要的處理所花費(fèi)的時(shí)間。

□排隊(duì)時(shí)延:結(jié)點(diǎn)緩存隊(duì)列中分組排隊(duì)所經(jīng)歷

的時(shí)延。

□排隊(duì)時(shí)延的長(zhǎng)短往往取決于網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)時(shí)的通

信量。

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四種時(shí)延所產(chǎn)生的地方

從結(jié)點(diǎn)A向結(jié)點(diǎn)B發(fā)送數(shù)據(jù)

結(jié)點(diǎn)A發(fā)送器結(jié)點(diǎn)B

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注意

對(duì)于高速網(wǎng)絡(luò)鏈路，我們提高的僅僅是數(shù)據(jù)

的發(fā)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(shù)據(jù)的發(fā)送時(shí)延。

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1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中幾個(gè)術(shù)語

□數(shù)據(jù)經(jīng)歷的總時(shí)延就是發(fā)送時(shí)延、傳播時(shí)延、

處理時(shí)延、排隊(duì)時(shí)延之和：

總時(shí)延=發(fā)送時(shí)延+傳播時(shí)延+處理時(shí)延+處理時(shí)延

一般，發(fā)送時(shí)延與傳播時(shí)延是主要考慮的。報(bào)文長(zhǎng)度較大的情況，

發(fā)送時(shí)延是主要矛盾；報(bào)文長(zhǎng)度較小的情況，傳播時(shí)延是主要矛盾

在總時(shí)延中，哪一個(gè)時(shí)延占主導(dǎo)地位，沒有具體的規(guī)定，需要具體

問題具體分析?，F(xiàn)在暫時(shí)忽略排隊(duì)和處理時(shí)延

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1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中幾個(gè)術(shù)語

?假定有一個(gè)長(zhǎng)度為100MB的數(shù)據(jù)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(fā)送時(shí)延是100*1048576x8+106=838.9s,近要用14分鐘

才能把數(shù)據(jù)塊發(fā)送完畢。若將這樣的數(shù)據(jù)塊用光纖傳送到

1000km遠(yuǎn)的計(jì)算機(jī)，那么每一個(gè)比特在1000km的光纖上只需用

51ns就能傳送到目的地。對(duì)于這種情況，發(fā)送時(shí)延占主導(dǎo)地位

?再看一個(gè)例子。要發(fā)送的數(shù)據(jù)僅有一個(gè)字節(jié)（即在鍵盤上鍵入

一個(gè)字符）。在IMb/s的信道上的發(fā)送時(shí)延是8。106=8回。當(dāng)

傳播時(shí)延為51ns時(shí)，總時(shí)延是5.008ms,傳播時(shí)延占主導(dǎo)地位

?注意：不能籠統(tǒng)地認(rèn)為：數(shù)據(jù)的發(fā)送速率越高傳送得就越快。

因?yàn)榭倳r(shí)延是由四項(xiàng)時(shí)延組成的，不能僅考慮發(fā)送時(shí)延一項(xiàng)。

對(duì)于高速網(wǎng)絡(luò)鏈路，提高的僅僅是數(shù)據(jù)的發(fā)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(shù)據(jù)的發(fā)送

時(shí)延^：ooj

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1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中幾個(gè)術(shù)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(bào)文共X(bit),

從源站到目的站共經(jīng)過k段鏈路z每段鏈路的傳播時(shí)延為d(s),數(shù)據(jù)率為

C(bit/s)o在電路交換時(shí)電路的建立時(shí)間為s(s)o在分組交換時(shí)分組

長(zhǎng)度為P(bit),且各結(jié)點(diǎn)的排隊(duì)等待時(shí)間可忽略不計(jì)。問在怎樣的條件

下，分組交換的時(shí)延比電路交換的要?。?/p>

電路交換：

當(dāng)t=s時(shí)，鏈路建立；

當(dāng)t=s+x/C,發(fā)送完最后1個(gè)bit；

當(dāng)t=s+x/C+kd,所有的信息到達(dá)目的地。

分組交換：

當(dāng)t=x/C,發(fā)送完最后1個(gè)bit；

為到達(dá)目的地，最后1個(gè)分組需經(jīng)過kT個(gè)分組交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)，

每次轉(zhuǎn)發(fā)的時(shí)間為P/C,

所以總的延遲二x/C+(k-1)p/C+kd

所以當(dāng)分組交換的時(shí)延小于電路交換

x/C+(kT)p/C+kdVs+x/C+kd時(shí)，(k-1)p/C<s

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7時(shí)延帶寬積「時(shí)延帶寬積

------------（傳播）時(shí)延---------------->

時(shí)延帶寬積=傳播時(shí)延x帶寬

□鏈路的時(shí)延帶寬積又稱為以比特為單位的鏈路長(zhǎng)度

□這個(gè)圓柱形管道代表鏈路，管道的長(zhǎng)度是鏈路的傳播時(shí)延（請(qǐng)

注意，現(xiàn)在以時(shí)間作為單位來表示鏈路的長(zhǎng)度），管道的截面

積是鏈路的帶寬。意思是每秒發(fā)送的比特?cái)?shù)。帶寬*傳播時(shí)延表

示這個(gè)管道的體積，就是時(shí)延帶寬積，它表示這樣的鏈路可容

納名小個(gè)比!JL4"，不?=

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河洛火修計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院一

1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中幾個(gè)術(shù)語

7時(shí)延帶寬積

□例如，設(shè)某段鏈路的傳播時(shí)延為20ms,帶寬為10Mb/s。則

時(shí)延帶寬積=20X107x10X106=2X105bit。這就表示，如

發(fā)送端連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，則在發(fā)送的第一個(gè)比特即將到達(dá)終

點(diǎn)時(shí)，發(fā)送端就已經(jīng)發(fā)送了20萬個(gè)比特，而這20萬個(gè)比特

都正在鏈路上傳輸。因此，鏈路的時(shí)延帶寬積又稱為以比

特為單位的鏈路長(zhǎng)度

■---------（傳播）時(shí)延------------=

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1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中幾個(gè)主語

8利用率

□信道利用率指出某信道有百分之幾的時(shí)間是

被利用的（有數(shù)據(jù)通過）。完全空閑的信道

的利用率是零。

□網(wǎng)絡(luò)利用率則是全網(wǎng)絡(luò)的信道利用率的加權(quán)

平均值。

□信道利用率并非越高越好。

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嘻眄洛夫?qū)Ｓ?jì)算機(jī)與信息學(xué)院

時(shí)延與網(wǎng)絡(luò)利用率的關(guān)系

□根據(jù)排隊(duì)論的理論，當(dāng)某信道的利用率增大時(shí),

該信道引起的時(shí)延也就迅速增加。

□若令4表示網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)的時(shí)延，D表示網(wǎng)絡(luò)

當(dāng)前的時(shí)延，則在適當(dāng)?shù)募俣l件下，可以用

下面的簡(jiǎn)單公式表示，和4之間的關(guān)系：

D=4

1-U

〃是網(wǎng)絡(luò)的利用率，數(shù)值在0到1之間。

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尊河豚火修計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院

信道或網(wǎng)絡(luò)利用率過高會(huì)產(chǎn)后非常大的時(shí)延?。?！

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⑥阿脩大號(hào)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院

1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中幾個(gè)術(shù)語

9電路交換、分組交換、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)

傳統(tǒng)電話網(wǎng)使用電路交換

兩部電話機(jī)只需要用一對(duì)電線

就能夠互相連接起來。

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⑥阿脩大號(hào)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院A

1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中幾個(gè)術(shù)語

傳統(tǒng)電話網(wǎng)使用電路交換

但若要將5部電話機(jī)兩兩相連,

則需要10對(duì)電線。

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1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中幾個(gè)術(shù)語

當(dāng)電話機(jī)的數(shù)量很大時(shí)，

就必須使用電話交換機(jī)進(jìn)行連接。

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⑥阿脩大號(hào)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院

電路交換的特點(diǎn)

L通話前先撥號(hào)建立連接。

?可能只要經(jīng)過一個(gè)交換機(jī)（如A到B）

?可能要經(jīng)過多個(gè)交換機(jī)（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(jié)束后，掛機(jī)釋放連接。

計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院一二

早期的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)采用電路交換

那時(shí)計(jì)算機(jī)很少，非常昂貴。遠(yuǎn)