第一章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本概念(網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ))

1、第 1 章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò):是指將地理位置不同且功能相對(duì)獨(dú)立的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過通信線路相互連在一起、遵循共同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、由專門的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)進(jìn)行管理，以實(shí)現(xiàn)資源共享的系統(tǒng)?；ミB接的計(jì)算機(jī)之間不存在互為依賴的關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)通常都處于不同的地理位置。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的根本目的是實(shí)現(xiàn)資源共享實(shí)現(xiàn)資源共享。 資源既包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的硬件資源，如 CPU、存儲(chǔ)空間、打印機(jī)、繪圖儀等，也包括軟件資源，如程序、數(shù)據(jù)等。1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展v1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的初級(jí)階段計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的初級(jí)階段 v2 以通信子網(wǎng)為中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（以通信子網(wǎng)為中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（AR

2、PA）v3 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 公用電話網(wǎng)專門處理通信任務(wù)，將計(jì)算機(jī)解放出來專門用于處理數(shù)據(jù)采用前端機(jī)和集線器的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 具有通信子網(wǎng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)具有通信子網(wǎng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)CCCHHH資源子網(wǎng)資源子網(wǎng)通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)在通信子網(wǎng)上可有多個(gè)資源子網(wǎng)，共享通信子網(wǎng)的服務(wù)HH3 .國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為什么標(biāo)準(zhǔn)化？ 不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的兼容性和互操作性是推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化的原動(dòng)力。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）于 1977 年成立了專門的機(jī)構(gòu)從事“開放系統(tǒng)互連”問題的研究，目的是設(shè)計(jì)并提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)體系模型。 1984年 ISO 頒布了 “開放系統(tǒng)互連基本參考

3、模型” ， 這個(gè)模型通常被稱作 OSI 參考模型。 OSI 參考模型的提出對(duì)推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展起了很大的作用， 并引導(dǎo)著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)走向開放的標(biāo)準(zhǔn)化的道路，同時(shí)也標(biāo)志著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展步入了成熟的階段。1.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類型 按通信所使用的介質(zhì)按通信所使用的介質(zhì) 分為有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)。有線網(wǎng)絡(luò)是指采用有形的傳輸介質(zhì)如銅纜、光纖等組建的網(wǎng)絡(luò)；而使用微波、紅外線等無線傳輸介質(zhì)作為通信線路的網(wǎng)絡(luò)屬于無線網(wǎng)絡(luò)。 按使用網(wǎng)絡(luò)的對(duì)象按使用網(wǎng)絡(luò)的對(duì)象 分為公眾網(wǎng)絡(luò)和專用網(wǎng)絡(luò)。公眾網(wǎng)絡(luò)是指對(duì)所有公眾開放、用于為公眾提供服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，如 Internet；而專用網(wǎng)絡(luò)是指專門為特定的部門或應(yīng)用而設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)

4、，如銀行系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)。 n按地域范圍分類按地域范圍分類局域網(wǎng)局域網(wǎng)(Local Area Network ， LAN)v范圍：小，20KMv傳輸技術(shù)：基帶，10-1000Mbps，延遲低，出錯(cuò)率低（10-11）v拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線，環(huán)城域網(wǎng)城域網(wǎng)(Metropolitan Area Network ， MAN)v范圍：中等，100KMv傳輸技術(shù)：寬帶/基帶v拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)(Wide Area Network ， WAN)v范圍：大，100KMv傳輸技術(shù)：寬帶，延遲大，出錯(cuò)率高v拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：不規(guī)則，點(diǎn)到點(diǎn)v按通信傳播方式分類：按通信傳播方式分類：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳播方式的網(wǎng)絡(luò)：由一對(duì)對(duì)機(jī)器間的多條鏈路

5、構(gòu)成。這種網(wǎng)絡(luò)上的報(bào)文分組在信源和信宿之間需通過一臺(tái)和多臺(tái)中間設(shè)備進(jìn)行傳播。廣播方式網(wǎng)絡(luò)：僅有一條通道，由網(wǎng)絡(luò)上所有的計(jì)算機(jī)共享。廣播式的網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)特點(diǎn)1.任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)出的消息都能夠被所有連結(jié)到這條共享通信信道上的其他計(jì)算機(jī)收到，接收到信息的計(jì)算機(jī)根據(jù)消息報(bào)文中的目的地址來判斷是進(jìn)一步處理該收到的報(bào)文還是丟棄該報(bào)文；2.是任何時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)結(jié)點(diǎn)使用信道，從而在廣播式網(wǎng)絡(luò)中需要為信道爭(zhēng)用提供相應(yīng)的解決機(jī)制。 一般來說，局域性網(wǎng)絡(luò)使用廣播方式；廣域性網(wǎng)絡(luò)使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式。v按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類星形星形v有一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)，其它節(jié)點(diǎn)與其構(gòu)成點(diǎn)到點(diǎn)連接樹形樹形v一個(gè)根結(jié)點(diǎn)、多個(gè)中間分支節(jié)點(diǎn)和葉

6、子節(jié)點(diǎn)構(gòu)成總線型總線型v結(jié)點(diǎn)、多個(gè)中間分支節(jié)點(diǎn)和葉子節(jié)點(diǎn)構(gòu)成星形拓?fù)錁湫瓮負(fù)鋠按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（續(xù)）按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（續(xù)）總線總線v所有節(jié)點(diǎn)掛接到一條總線上，廣播式信道v需要有介質(zhì)訪問控制規(guī)程以防止沖突環(huán)形環(huán)形v所有節(jié)點(diǎn)連接成一個(gè)閉合的環(huán)，結(jié)點(diǎn)之間為點(diǎn)到點(diǎn)連接總線形拓?fù)洵h(huán)形拓?fù)鋠按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類（續(xù)）按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類（續(xù)）全連接全連接v點(diǎn)到點(diǎn)全連接，隨節(jié)點(diǎn)數(shù)的增長(zhǎng)（Nx(N-1)/2），建造成本急劇增長(zhǎng)，只適用于節(jié)點(diǎn)數(shù)很少的廣域網(wǎng)中不規(guī)則不規(guī)則v點(diǎn)到點(diǎn)部分連接，多用于廣域網(wǎng)，由于連接的不完全性，需要有交換節(jié)點(diǎn)不規(guī)則拓?fù)淙B接功能：v 資源共享資源共享 v 數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信 v 均衡負(fù)荷和分布式計(jì)算v 數(shù)據(jù)信息

7、的集中和綜合處理1.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能和應(yīng)用1.5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) = 資源子網(wǎng)資源子網(wǎng) + 通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)：資源子網(wǎng)：負(fù)責(zé)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)，并向網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種網(wǎng)絡(luò) 資源和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。資源子網(wǎng)由主計(jì)算機(jī)、終端以及相應(yīng) 的 I/O 設(shè)備、各種軟件 資源和數(shù)據(jù)資源構(gòu)成。主計(jì)算機(jī)（主計(jì)算機(jī)（HOST)：可以是大、中小型機(jī)，工作站或微機(jī)，可以是大、中小型機(jī)，工作站或微機(jī)， 擁有各擁有各 個(gè)終端用戶所要訪問的資源，是承擔(dān)數(shù)據(jù)處理任務(wù)的計(jì)個(gè)終端用戶所要訪問的資源，是承擔(dān)數(shù)據(jù)處理任務(wù)的計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)。算機(jī)系統(tǒng)。終端（終端（Terminal）：用戶進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)操作時(shí)所使用的

8、末端設(shè)備。）：用戶進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)操作時(shí)所使用的末端設(shè)備。通信子網(wǎng)：通信子網(wǎng)：負(fù)責(zé)為資源子網(wǎng)提供數(shù)據(jù)傳輸和轉(zhuǎn)發(fā)等通信處理能力。 通信子網(wǎng)主要由通信控制處理機(jī)、通信鏈路及其他通信 設(shè)備如調(diào)制解調(diào)器等組成。 通信控制處理機(jī)（通信控制處理機(jī)（CCP）是一種處理通信控制功能的計(jì)算機(jī)，按照 它的功能和用途，可以分為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)處理機(jī)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議變換器 和報(bào)文分組組裝/拆卸設(shè)備等。通信控制處理機(jī)主要功能包括： 網(wǎng)絡(luò)接口功能-實(shí)現(xiàn)資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)的接口功能； 存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)功能-對(duì)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息提供轉(zhuǎn)接功能； 網(wǎng)絡(luò)控制功能-為數(shù)據(jù)提供路徑選擇、流量控制等功能。 1.6 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 所謂“拓?fù)洹保壕褪前阉?/p>

9、究的實(shí)體抽象成與其大小、形狀無關(guān)的“點(diǎn)” ，而把實(shí)體之間的聯(lián)系抽象成“線” ，進(jìn)而以“圖”的形式來表示和研究這些點(diǎn)與線之間關(guān)系的一種數(shù)學(xué)方法。這種表示點(diǎn)和線之間關(guān)系的“圖”被稱為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，簡(jiǎn)稱拓?fù)鋱D。 拓?fù)渚褪前褜?shí)體抽象成與其大小、形狀無關(guān)拓?fù)渚褪前褜?shí)體抽象成與其大小、形狀無關(guān)的點(diǎn)、將連接實(shí)體的線路抽象成線來研究這的點(diǎn)、將連接實(shí)體的線路抽象成線來研究這些點(diǎn)、線特性的方法些點(diǎn)、線特性的方法。二、常見的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)二、常見的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型星星 型型環(huán)環(huán) 型型樹樹 型型網(wǎng)狀型網(wǎng)狀型混合型混合型 1、總線型、總線型 特點(diǎn)特點(diǎn)：總線型網(wǎng)絡(luò)是將各個(gè)結(jié)點(diǎn)設(shè)備和 一根總線相連。 說明：廣播式通信方式說明

10、：廣播式通信方式 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于擴(kuò)充、投資省 缺點(diǎn)缺點(diǎn)： 1、線路出現(xiàn)故障時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓 2、廣播式競(jìng)爭(zhēng)多址通信協(xié)議不利于網(wǎng) 絡(luò)業(yè)務(wù)量的增加，在重負(fù)荷下，網(wǎng) 絡(luò)性能急劇惡化。ABC 2、星型、星型特點(diǎn)特點(diǎn)：每個(gè)結(jié)點(diǎn)都由一條單獨(dú)的通信線路與中 心結(jié)點(diǎn)連接。 任何兩點(diǎn)之間的通信都要通過中心結(jié)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)容易、便于管理缺點(diǎn)缺點(diǎn)： 1、可靠性較差 2、投資較大ABC 3、環(huán)型、環(huán)型 特點(diǎn)特點(diǎn)：各結(jié)點(diǎn)通過通信線路組成閉合環(huán)路， 環(huán)中的數(shù)據(jù)沿一個(gè)方向傳輸環(huán)中的數(shù)據(jù)沿一個(gè)方向傳輸。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)容易 缺點(diǎn)缺點(diǎn)： 1、擴(kuò)充不如總線型容易 2、可靠性差（環(huán)中任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)

11、出現(xiàn) 故障都會(huì)導(dǎo)致全網(wǎng)癱瘓） 4、樹、樹 型型 特點(diǎn)特點(diǎn)：樹型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫切切途W(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞臄U(kuò)展 ABCD 5、網(wǎng)狀型、網(wǎng)狀型 特點(diǎn)特點(diǎn)：結(jié)點(diǎn)間的連接是任意的，沒有規(guī)律，網(wǎng) 絡(luò)的任一結(jié)點(diǎn)一般至少有兩條鏈路與其 它結(jié)點(diǎn)相連。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)可靠性高系統(tǒng)可靠性高 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜AE 6、混合型、混合型 關(guān)于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的說明關(guān)于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的說明1、局域網(wǎng)的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線型局域網(wǎng)的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線型 星型星型 環(huán)型環(huán)型2 2、廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)基本形式：網(wǎng)狀拓?fù)洹V域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)基本形式：網(wǎng)狀拓?fù)? 3、局域網(wǎng)中經(jīng)常使用的混合拓?fù)洌嚎偩€型、局域網(wǎng)中經(jīng)常使用的混合拓?fù)洌嚎偩€型- -星型星型4 4、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

12、是決定網(wǎng)絡(luò)性能的主要因素、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫菦Q定網(wǎng)絡(luò)性能的主要因素1.7 列出制定連網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的組織標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)和和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化組織網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化組織 標(biāo)準(zhǔn): 是用于確保材料、產(chǎn)品、處理和服務(wù)達(dá)到要求的指導(dǎo)性技術(shù)規(guī)范或其他精確準(zhǔn)則的一組文檔化協(xié)議。制定網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的必要性：由于以前網(wǎng)絡(luò)界所使用的硬件、軟件種類繁多，如果沒有標(biāo)準(zhǔn)，可能由于一種網(wǎng)絡(luò)硬件不能與另一種兼容，或者因一個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序（網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件） 不能與另一個(gè)通信而不能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。 例如，一個(gè)廠商的1 厘米寬網(wǎng)絡(luò)電纜插頭另一公司生產(chǎn)的槽口為0 . 8 厘米寬，則無法將電纜插入這種槽口著名的標(biāo)準(zhǔn)化組織著名的標(biāo)準(zhǔn)化組織：ANSI、ISO、ITU、IE

13、EE .重要的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化組織重要的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化組織ANSI、EIA、IEEEANSI：（American National Standards InstituteAmerican National Standards Institute 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)）負(fù)責(zé)制定電子工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，此外也制定其他行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，如化學(xué)和核工程、健康和安全。 A N S I 標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)例子即是ANSI T1 .2 4 0 - 1 9 9 8 ，“電信操作、管理、維護(hù)、供應(yīng)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)部件之間接口的通用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)信息模型”。可通過A N S I 網(wǎng)站（w w w. a n s i . o rg ）在線購(gòu)買A N S I 標(biāo)

14、準(zhǔn)文檔。E I A ：（Electronic Industries Association Electronic Industries Association 電子工業(yè)聯(lián)盟）是一個(gè)商業(yè)組織，其代表來自全美各電子制造公司。涉及到電視機(jī)、半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。該組織不僅為自己的成員設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，還幫助制定A N S I 標(biāo)準(zhǔn)。從網(wǎng)站h t t p : / / w w w. e i a . o rg ，你可獲得更多的E I A 信息。I E E E ：（Institute of Electrical & Electronic Engineers Institute of Electrica

15、l & Electronic Engineers 電氣與電子工程師學(xué)或稱為I - 3 - E ），是一個(gè)由工程專業(yè)人士組成的國(guó)際社團(tuán)，其目的在于促進(jìn)電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展和教育。I E E E 主辦大量的研討會(huì)、會(huì)議和本地分會(huì)議，發(fā)行刊物以培養(yǎng)技術(shù)先進(jìn)的成員。同時(shí)，I E E E 有自己的標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)，為電子和計(jì)算機(jī)工業(yè)制定自己的標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)其他標(biāo)準(zhǔn)制定組織如A N S I 的工作提供幫助。重要的重要的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化組織網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO 、ITU I E E E 技術(shù)論文和標(biāo)準(zhǔn)在網(wǎng)絡(luò)專業(yè)受到高度重視。I E E E 標(biāo)準(zhǔn)的例子：“信息技術(shù)2 0 0 0 年測(cè)試方法”、“虛擬橋接局域

16、網(wǎng)”，以及“軟件項(xiàng)目管理計(jì)劃”。網(wǎng)站 提供在線訂購(gòu)。 I S O ：International Standardization Organization, International Standardization Organization, 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織）是一個(gè)代表了1 3 0 個(gè)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)組織的集體。I S O 的目標(biāo)是制定國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以促進(jìn)全球信息交換和無障礙貿(mào)易。但“I S O ”并不只意味著是一個(gè)首字母縮略字。實(shí)際上，在希臘語中，“I S O ”意味著“平等”。通過這個(gè)詞匯表達(dá)了組織對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的貢獻(xiàn)。在I S O 大約1 2 , 0 0 0 標(biāo)準(zhǔn)中，

17、僅有大約5 0 0 個(gè)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)相關(guān)的產(chǎn)品和功能中。網(wǎng)址：http:/www. iso.ch I T U :（International Telecommunications Union International Telecommunications Union 國(guó)際電信同盟）是聯(lián)合國(guó)特有的管理國(guó)際電信的機(jī)構(gòu)，它管理無線電和電視頻率、衛(wèi)星和電話的規(guī)范、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、全球通信所使用的關(guān)稅率。它為發(fā)展中國(guó)家提供技術(shù)專家和設(shè)備以提高其技術(shù)基礎(chǔ)。1.8.1 網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)（補(bǔ)充） 帶寬v“帶寬”(bandwidth)本來是指信號(hào)具有的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。v現(xiàn)在“帶寬”是

18、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)。 常用的帶寬單位v更常用的帶寬單位是千比每秒，即 kb/s （103 b/s）兆比每秒，即 Mb/s（106 b/s）吉比每秒，即 Gb/s（109 b/s）太比每秒，即 Tb/s（1012 b/s）v請(qǐng)注意：在計(jì)算機(jī)界，K = 210 = 1024 M = 220, G = 230, T = 240。時(shí)延(delay 或 latency)v發(fā)送時(shí)延（傳輸時(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。v信道帶寬 數(shù)據(jù)在信道上的發(fā)送速率。常稱為數(shù)據(jù)在信道上的傳輸速率。 發(fā)送時(shí)延 = 數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)

19、度（比特）信道帶寬（比特/秒）時(shí)延(delay 或 latency)v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。 v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。 傳播時(shí)延 = 信道長(zhǎng)度（米）信號(hào)在信道上的傳播速率（米/秒）時(shí)延(delay 或 latency)v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。 v結(jié)點(diǎn)緩存隊(duì)列中分組排隊(duì)所經(jīng)歷的時(shí)延是處理時(shí)延中的重要組成部分。v處理時(shí)延的長(zhǎng)短往往取決于網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)時(shí)的通信量。v有時(shí)可用排隊(duì)時(shí)延作為處理時(shí)延。 時(shí)延(delay 或 latency)v數(shù)據(jù)經(jīng)歷的總時(shí)延就是發(fā)送時(shí)延、傳播時(shí)延和處理時(shí)延之和

20、： 總時(shí)延 = 發(fā)送時(shí)延 + 傳播時(shí)延 + 處理時(shí)延容易產(chǎn)生的錯(cuò)誤概念 v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。 v提高鏈路帶寬減小了數(shù)據(jù)的發(fā)送時(shí)延。 時(shí)延帶寬積和往返時(shí)延（傳播）時(shí)延鏈路帶寬時(shí)延帶寬積 = 傳播時(shí)延 帶寬v鏈路的時(shí)延帶寬積又稱為以比特為單位的鏈路長(zhǎng)度。 時(shí)延帶寬積v某段鏈路的傳播時(shí)延為20ms,帶寬為10Mb/s,算出時(shí)延帶寬積為2105bit.v表示若發(fā)送端連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，則在發(fā)送的第一個(gè)比特到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，發(fā)送端已經(jīng)發(fā)送20萬個(gè)比特，這些比特都在鏈路上傳輸。往返時(shí)延 RTT v往返時(shí)延 RTT (Round-Trip Time) 表示從發(fā)

21、送端發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送端收到來自接收端的確認(rèn)（接收端收到數(shù)據(jù)后立即發(fā)送確認(rèn)），總共經(jīng)歷的時(shí)延。 1.8.2 分組交換的產(chǎn)生v是 20 世紀(jì) 60 年代美蘇冷戰(zhàn)時(shí)期的產(chǎn)物。v60 年代初，美國(guó)國(guó)防部領(lǐng)導(dǎo)的遠(yuǎn)景研究規(guī)劃局ARPA (Advanced Research Project Agency) 提出要研制一種生存性(survivability)很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)。v傳統(tǒng)的電路交換(circuit switching)的電信網(wǎng)有一個(gè)缺點(diǎn)：正在通信的電路中有一個(gè)交換機(jī)或有一條鏈路被炸毀，則整個(gè)通信電路就要中斷。v如要改用其他迂回電路，必須重新?lián)芴?hào)建立連接。這將要延誤一些時(shí)間。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生背景“交換

22、”的含義v在這里，“交換”(switching)的含義是：轉(zhuǎn)接把一條電話線轉(zhuǎn)接到另一條電話線，使它們連通起來。v從通信資源的分配角度來看，“交換”就是按照某種方式動(dòng)態(tài)地分配傳輸線路的資源。 使用交換機(jī)v當(dāng)電話機(jī)的數(shù)量增多時(shí)，就要使用交換機(jī)來完成全網(wǎng)的交換任務(wù)。 交換機(jī)電路交換的特點(diǎn)v電路交換必定是面向連接的。 v電路交換的三個(gè)階段：建立連接通信釋放連接電路交換傳送計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)效率低v計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)具有突發(fā)性。v這導(dǎo)致通信線路的利用率很低。報(bào)文分組交換的原理（一）v在發(fā)送端，先把較長(zhǎng)的報(bào)文劃分成較短的、固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)段。 1101000110101010110101011100010011010010

23、假定這個(gè)報(bào)文較長(zhǎng)不便于傳輸數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)報(bào)文分組交換的原理（二）v每一個(gè)數(shù)據(jù)段前面添加上首部構(gòu)成分組。首部首部首部分組 1分組 2分組 3請(qǐng)注意：現(xiàn)在左邊是“前面”分組交換的原理（三）v分組交換網(wǎng)以“分組”作為數(shù)據(jù)傳輸單元。v依次把各分組發(fā)送到接收端（假定接收端在左邊）。數(shù) 據(jù)首部分組 1數(shù) 據(jù)首部分組 2數(shù) 據(jù)首部分組 3分組首部的重要性v每一個(gè)分組的首部都含有地址等控制信息。v分組交換網(wǎng)中的結(jié)點(diǎn)交換機(jī)根據(jù)收到的分組的首部中的地址信息，把分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)交換機(jī)。v用這樣的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式，最后分組就能到達(dá)最終目的地。分組交換的原理（四）v接收端收到分組后剝?nèi)ナ撞窟€原成報(bào)文。數(shù) 據(jù)首部分組 1數(shù) 據(jù)首部分組 2數(shù) 據(jù)首部分組 3收到的數(shù)據(jù)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)分組交換的原理（五）v最后，在接收端把收到的數(shù)據(jù)恢復(fù)成為原來的報(bào)文。v這里我們假定分組在傳輸過程中沒有出現(xiàn)差錯(cuò)，在轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)也沒有被丟棄。報(bào)文1101000110101010110101011100010011010010結(jié)點(diǎn)交換機(jī)v在結(jié)點(diǎn)交換機(jī)中的輸入和輸出端口之間沒有直接連線。v結(jié)點(diǎn)交換機(jī)處理分組的過程是：把收到的分組先放入緩存（暫時(shí)存