計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)第一章講解課件

1、因特網(wǎng)(Internet)的發(fā)展和作用進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代以后，以因特網(wǎng)為代表的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)得到了飛速的發(fā)展。已從最初的教育科研網(wǎng)絡(luò)逐步發(fā)展成為商業(yè)網(wǎng)絡(luò)。已成為僅次于全球電話網(wǎng)的世界第二大網(wǎng)絡(luò)。 21 世紀(jì)的一些重要特征就是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化，它是一個(gè)以網(wǎng)絡(luò)為核心的信息時(shí)代。網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)已成為信息社會(huì)的命脈和發(fā)展知識(shí)經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)是指“三網(wǎng)”，即電信網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 NGB(下一代廣播電視網(wǎng)）。發(fā)展最快的并起到核心作用的是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 1因特網(wǎng)的意義因特網(wǎng)是自印刷術(shù)以來(lái)人類通信方面最大的變革。現(xiàn)在人們的生活、工作、學(xué)習(xí)和交往都已離不開因特網(wǎng)。 2物聯(lián)網(wǎng)(Interne

2、t Of Things)通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)概念。 34云計(jì)算（cloud computing）是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算方式，通過(guò)這種方式，共享的軟硬件資源和信息可以按需提供給計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備。云計(jì)算的核心思想，是將大量用網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算資源統(tǒng)一管理和調(diào)度，構(gòu)成一個(gè)計(jì)算資源池向用戶提供按需服務(wù)。云計(jì)算的整個(gè)運(yùn)行方式很像電網(wǎng)。56云盤（Cloud Storage)是互聯(lián)網(wǎng)存儲(chǔ)工具云盤是互聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)的產(chǎn)物通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)為企業(yè)和個(gè)人提供信息的

3、儲(chǔ)存，讀取，下載等服務(wù)具有安全穩(wěn)定、海量存儲(chǔ)的特點(diǎn) 比較知名而且好用的云盤服務(wù)商有: 百度云盤、360云盤、金山快盤、夠快網(wǎng)盤、微云等 71.1計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的基本概念一：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) （Computer network）定義：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由各具有自主功能在地理上分散而又通過(guò)通信手段相互連接起來(lái)的計(jì)算機(jī)組成的復(fù)合系統(tǒng)。組成: 1. 資源子網(wǎng)(主機(jī)):為用戶提供各種服務(wù); 2. 通信子網(wǎng):提供數(shù)據(jù)傳輸和交換功能; 3. 通信協(xié)議(Protocol): 指計(jì)算機(jī)之間相互進(jìn)行數(shù)據(jù)通信而事先商定的規(guī)則。8(a)(b)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)（網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)）結(jié)點(diǎn)鏈路9主機(jī)因特網(wǎng)10計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的起源11第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（遠(yuǎn)程

4、聯(lián)機(jī)系統(tǒng)）12第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)多個(gè)主計(jì)算機(jī)都具有自主處理能力，不存在主從關(guān)系。 典型代表：APRA NET （因特網(wǎng)的雛形） IBM 公司的SNA DEC公司的DNAARPA NET的特征： 1.資源共享； 2.分布式控制； 3.分組交換； 4.層次式結(jié)構(gòu)； 5.邏輯上分為通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)。13一個(gè)典型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)示例 14IMP2IMP1IMP3IMP4IMP5IMP6IMP7H1H5H6H2H3H4H7通信子網(wǎng) 資源子網(wǎng)通信子網(wǎng)的結(jié)構(gòu)15用戶因特網(wǎng)ISP1ISP2因特網(wǎng)服務(wù)提供者用戶通過(guò) ISP 上網(wǎng)根據(jù)提供服務(wù)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。

5、 16一級(jí) ISP一級(jí) ISP第一層 ISP大公司本地 ISP大公司大公司公司本地 ISP本地 ISP校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)第二層 ISP第二層 ISPNAPNAPAB主機(jī)A 本地 ISP 第二層 ISP NAP 第一層 ISP NAP 第二層 ISP 本地 ISP 主機(jī)B第一層 ISP第二層 ISP本地 ISP本地 ISP本地 ISP本地 ISP第一層 ISP第一層第二層第三層本地 ISP第二層 ISP本地 ISP本地 ISP本地 ISP本地 ISP第二層 ISP本地 ISP本地 ISP第二層 ISP17第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)：具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 化的協(xié)議。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織I

6、SO于1977年成立了專門機(jī)構(gòu)研究該問(wèn)題（SC16），于1984年正式頒布開放系統(tǒng)互連參考模型OSI/RM（ Open System Interconnection/Reference Model)。ISO7498，分七層，稱為OSI七層模型。18新一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)交換式網(wǎng)絡(luò)（局域網(wǎng)交換機(jī)）寬帶（3網(wǎng)合一）移動(dòng)通信（Wifi,Wimax,3G,4G,Ad hoc)發(fā)展趨勢(shì)：寬帶，移動(dòng)19從主機(jī)為中心到以網(wǎng)絡(luò)為中心主機(jī)終端以主機(jī)為中心以分組交換網(wǎng)為中心主機(jī)分組交換網(wǎng)20計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國(guó)的發(fā)展(1) 中國(guó)公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng) CHINANET(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

7、術(shù)網(wǎng) CSTNET(4)中國(guó)公用經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)CHINAGBN(5) 中國(guó)聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng) UNINET(6) 中國(guó)網(wǎng)通公用互聯(lián)網(wǎng) CNCNET(7) 中國(guó)國(guó)際經(jīng)濟(jì)貿(mào)易互聯(lián)網(wǎng) CIETNET(8) 中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng) CMNET(9) 中國(guó)長(zhǎng)城互聯(lián)網(wǎng) CGWNET(10) 中國(guó)衛(wèi)星集團(tuán)互聯(lián)網(wǎng) CSNET 21計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類幾種不同的分類方法從網(wǎng)絡(luò)的作用范圍進(jìn)行分類按拓樸結(jié)構(gòu)分從網(wǎng)絡(luò)的交換功能進(jìn)行分類從網(wǎng)絡(luò)的使用者進(jìn)行分類 22幾種不同的分類方法（一）從網(wǎng)絡(luò)的作用范圍進(jìn)行分類局域網(wǎng) LAN (Local Area Network)城域網(wǎng) MAN (Metropolitan Area Network)廣域網(wǎng)

8、WAN (Wide Area Network)接入網(wǎng) AN (Access Network) 個(gè)人區(qū)域網(wǎng)PAN（Personal Area Networks)23廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)以及局域網(wǎng)的關(guān)系 城域網(wǎng)城域網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)廣域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)校園網(wǎng)企業(yè)網(wǎng)24幾種不同的分類方法（二）從網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)分類星型樹型總線型環(huán)型網(wǎng)狀型25常見(jiàn)的幾種計(jì)算機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星形集線器(交換機(jī))樹型網(wǎng)26常見(jiàn)的幾種計(jì)算機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)形總線型27常見(jiàn)的幾種計(jì)算機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)狀型28幾種不同的分類方法（三）從網(wǎng)絡(luò)的交換功能分類電路交換：把發(fā)送方和接收主用一系列鏈路直接連通，需要建立一條臨時(shí)的專用通路

9、。報(bào)文交換：把發(fā)送的信息組織成一個(gè)數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中一站一站地傳送。分組交換：數(shù)據(jù)包具有限定長(zhǎng)度的存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)交換方式?；旌辖粨Q29電路交換舉例A 和 B 通話經(jīng)過(guò)四個(gè)交換機(jī)通話在 A 到 B 的連接上進(jìn)行(交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)用戶線用戶線中繼線中繼線BDCA30電路交換舉例C 和 D 通話只經(jīng)過(guò)一個(gè)本地交換機(jī)通話在 C 到 D 的連接上進(jìn)行(交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)用戶線用戶線中繼線中繼線BDCA31存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程H1A分組交換網(wǎng)BDECH5H6H4H2H3H1 向 H5 發(fā)送分組結(jié)點(diǎn)交換機(jī)主機(jī)在結(jié)點(diǎn)交換機(jī) A 暫存查找轉(zhuǎn)發(fā)表找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口在結(jié)點(diǎn)交換機(jī) C 暫存查找轉(zhuǎn)發(fā)表找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口在結(jié)點(diǎn)交換

10、機(jī) E 暫存查找轉(zhuǎn)發(fā)表找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口最后到達(dá)目的主機(jī) H532數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)分組交換 在發(fā)送端把要發(fā)送的報(bào)文分隔為較短的數(shù)據(jù)塊 每個(gè)塊增加帶有控制信息的首部構(gòu)成分組（包） 依次把各分組發(fā)送到接收端 接收端剝?nèi)ナ撞?，抽出?shù)據(jù)部分，還原成報(bào)文數(shù) 據(jù)分組11010011101 00101001110報(bào)文發(fā)送端首部分組數(shù) 據(jù)首部分組首部數(shù) 據(jù)發(fā)送發(fā)送發(fā)送在前發(fā)送接收端數(shù) 據(jù)首部數(shù) 據(jù)首部數(shù) 據(jù)首部11010011101 0010100111033分組交換網(wǎng)的示意圖H1A分組交換網(wǎng)BDECH5H6H4H2H3H1 向 H5 發(fā)送分組H2 向 H6 發(fā)送分組注意分組路徑的變化！結(jié)點(diǎn)交換機(jī)主機(jī)34三種交

11、換方式的比較 P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4報(bào)文報(bào)文報(bào)文A B C D A B C DA B C D報(bào)文交換電路交換分組交換t連接建立數(shù)據(jù)傳送報(bào)文P2P1連接釋放35電路交換、報(bào)文交換、分組交換的比較電路交換：比特流連續(xù)地從源點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)，如像在一個(gè)管道中傳送；若傳輸大量數(shù)據(jù)，則傳輸效率較高。報(bào)文交換：整個(gè)報(bào)文先到一個(gè)相鄰結(jié)點(diǎn)，存儲(chǔ)后再轉(zhuǎn)發(fā)到下一結(jié)點(diǎn)。分組交換：?jiǎn)蝹€(gè)分組傳送到相鄰結(jié)點(diǎn)，存儲(chǔ)后再轉(zhuǎn)發(fā)到下一結(jié)點(diǎn)。36分組交換的優(yōu)點(diǎn)高效 動(dòng)態(tài)分配傳輸帶寬，對(duì)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(jī)發(fā)送分組；充分使用鏈路的帶寬?？煽?完善的網(wǎng)絡(luò)

12、協(xié)議；自適應(yīng)的路由選擇協(xié)議使網(wǎng)絡(luò)有很好的生存性。 37計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能資源共享提高可靠性和可用性提供通信手段（數(shù)據(jù)通信）分擔(dān)負(fù)荷，協(xié)同處理 “云計(jì)算”38計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)電子郵件:SMTP文件傳送:FTP遠(yuǎn)程登錄:TELNET共享（存儲(chǔ)、打?。┬畔⒉樵儯篧WW（World Wide Web)391.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)相互通信的兩個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須高度協(xié)調(diào)工作才行，而這種“協(xié)調(diào)”是相當(dāng)復(fù)雜的。 “分層”可將龐大而復(fù)雜的問(wèn)題，轉(zhuǎn)化為若干較小的局部問(wèn)題，而這些較小的局部問(wèn)題就比較易于研究和處理。 40分層的好處 各層之間是獨(dú)立的。靈活性好。結(jié)構(gòu)上可分割開。易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。

13、層數(shù)多少要適當(dāng)若層數(shù)太少，就會(huì)使每一層的協(xié)議太復(fù)雜。層數(shù)太多又會(huì)在描述和綜合各層功能的系統(tǒng)工程任務(wù)時(shí)遇到較多的困難。 41計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)n+1層n層n-1層n-1層n層n+1層(n-1)層協(xié)議(n)層協(xié)議(n+1)層協(xié)議虛通信實(shí)通信物理層n層是n-1層的用戶，又是n+1層的服務(wù)提供者42層次結(jié)構(gòu)中的幾個(gè)術(shù)語(yǔ)對(duì)等層：兩個(gè)系統(tǒng)中同樣的層次子系統(tǒng)：開放系統(tǒng)的每一個(gè)劃分實(shí)體：任何可以發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進(jìn)程（n）實(shí)體：n層的實(shí)體對(duì)等實(shí)體：位于不同系統(tǒng)的同一層內(nèi)相互交互的實(shí)體(n)協(xié)議：控制兩個(gè)對(duì)等(n)實(shí)體進(jìn)行通信的規(guī)則的集合(n)服務(wù)：(n)層向上提供的服務(wù)(n)用戶：接受(n)服務(wù)的上

14、一層實(shí)體43分層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)除了在物理媒體上進(jìn)行的是實(shí)通信外，其余對(duì)等實(shí)體間進(jìn)行的都是虛通信；對(duì)等層的虛通信必須遵守該層的協(xié)議；n層的虛通信通過(guò)n-1/n層間接口處n-1層提供的服務(wù)及n-1層的通信實(shí)現(xiàn)的。44計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的組織和結(jié)構(gòu) 45OSI參考模型 46OSI/RM 開放系統(tǒng)互連參考模型1、分為七層：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、運(yùn)輸層、會(huì)話層、表示層、應(yīng)用層2、整個(gè)系統(tǒng)分為端開放系統(tǒng)和中繼開放系統(tǒng)資源子網(wǎng) 通信子網(wǎng) 資源子網(wǎng)包含七層，中繼開放系統(tǒng)包含三層3、對(duì)等層的虛通信必須遵循相應(yīng)的協(xié)議4、相鄰層間接口處由低層向高層提供服務(wù) 信息的基本單位是數(shù)據(jù)單元 服務(wù)通過(guò)服務(wù)原語(yǔ)實(shí)現(xiàn)。 提供服務(wù)的地

15、方：服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)（SAP）。 47相鄰層間的數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程(N+1)PDU(N)SDU(N)ICI(N)SDU(N)PCI(N)SAP第N+1層第N層(N)PDU(N)PDU=(N+1)PDU+(N)PCIPDU：協(xié)議數(shù)據(jù)單元SDU：服務(wù)數(shù)據(jù)單元ICI:接口控制信息PCI：協(xié)議控制信息48數(shù)據(jù)的實(shí)際傳輸過(guò)程發(fā)送進(jìn)程A發(fā)送進(jìn)程B數(shù)據(jù)H1H2H3H4H5H6H776425316134275物理媒體49思考題層次結(jié)構(gòu)共有N層，如用戶的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為D，每層的協(xié)議頭長(zhǎng)度為H，則在數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)由于協(xié)議頭浪費(fèi)的帶寬占總帶寬的比例為多少？50TCP/IP協(xié)議簇應(yīng)用層FTP TELNETSMTP TFTPDNS SNM

16、PNFSXDRRPC傳輸層TCPUDP網(wǎng)絡(luò)層IP 路由協(xié)議 ICMP ARP RARP網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口卡(以太、令牌環(huán)、ARCNET)傳輸介質(zhì)(雙絞線、同軸電纜、光纖)51OSI 與 TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的比較 應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層表示層會(huì)話層數(shù)據(jù)鏈路層物理層7654321OSI 的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)際層 IP (各種應(yīng)用層協(xié)議如TELNET, FTP, SMTP 等)運(yùn)輸層(TCP 或 UDP)TCP/IP 的體系結(jié)構(gòu)無(wú)連接分組交付服務(wù)運(yùn)輸服務(wù) (可靠或不可靠)各種應(yīng)用服務(wù)TCP/IP 的三個(gè)服務(wù)層次52 TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層主機(jī)A主機(jī)B路由器網(wǎng)絡(luò) 2網(wǎng)

17、絡(luò) 1應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層4321路由器在轉(zhuǎn)發(fā)分組時(shí)最高只用到網(wǎng)絡(luò)層而沒(méi)有使用運(yùn)輸層和應(yīng)用層。 53沙漏計(jì)時(shí)器形狀的TCP/IP協(xié)議族 HTTPSMTPDNSRTPTCPUDPIP網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層運(yùn)輸層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)接口 1網(wǎng)絡(luò)接口 2網(wǎng)絡(luò)接口 3Everything over IP IP 可為各式各樣的應(yīng)用程序提供服務(wù)IP over Everything IP 可應(yīng)用到各式各樣的網(wǎng)絡(luò)上54五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu) 應(yīng)用層(application layer) 運(yùn)輸層(transport layer) 網(wǎng)絡(luò)層(network layer) 數(shù)據(jù)鏈路層(data link laye

18、r) 物理層(physical layer) 數(shù)據(jù)鏈路層5 應(yīng)用層4 運(yùn)輸層3 網(wǎng)絡(luò)層2 數(shù)據(jù)鏈路層1 物理層55各層功能物理層（physical layer）：為通信提供物理鏈路，實(shí)現(xiàn)比特流的透明傳輸。基本單位：比特定義了傳輸線、硬件接口的機(jī)械、電氣、功能和過(guò)程特性，以便建立、維護(hù)和拆除連接。位同步連接管理數(shù)據(jù)鏈路層（data link layer）：提供相鄰結(jié)點(diǎn)間透明、可靠的信息傳送報(bào)務(wù)。基本單位是幀。幀同步流量控制差錯(cuò)控制鏈路管理 透明：對(duì)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)內(nèi)容、格式及編碼不作任何限制。56網(wǎng)絡(luò)層（network layer）：提供源站和目標(biāo)站之間的信息傳輸服務(wù)?；締挝皇欠纸M。路由選擇差錯(cuò)控

19、制擁塞控制傳輸層（transport layer）：為不同系統(tǒng)內(nèi)的會(huì)晤實(shí)體提供端端之間透明的可靠的數(shù)據(jù)傳輸。基本單位是報(bào)文端端差錯(cuò)控制順序、流量控制多路復(fù)用 各層功能57會(huì)話層（session layer）：為不同系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)用進(jìn)程之間建立會(huì)晤連接，使它們能按同步方式交換數(shù)據(jù)，并有序地拆除連接。表示層（presentation layer）：向應(yīng)用進(jìn)程提供信息表示方式，對(duì)不同表示方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換管理等，使采用不同表示方式的系統(tǒng)之間能通信，并提供標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用接口。各層功能58應(yīng)用層（application layer）：為應(yīng)用進(jìn)程訪問(wèn)OSI環(huán)境提供手段，管理和分配網(wǎng)絡(luò)資源。DNS，F(xiàn)TP，TELNET，

20、電子郵件，WEB，網(wǎng)絡(luò)管理各層功能59問(wèn)題：OSI在哪一層完成下列功能？ A.將待傳輸?shù)谋忍亓骰殖蓭?B.決定使用哪條路徑通過(guò)子網(wǎng)； C.傳輸線上的位流信號(hào)同步； D.兩端用戶間傳輸文件。60計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)“帶寬”(bandwidth)本來(lái)是指信號(hào)具有的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）?，F(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(yǔ)，單位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)。 帶寬61常用的帶寬單位更常用的帶寬單位是千比特每秒，即 kb/s （103 b/s）兆比特每秒，即 Mb/s（106 b/s）吉比特每秒，即 Gb/s（109 b/s）太比特每秒，即

21、 Tb/s（1012 b/s）請(qǐng)注意：在計(jì)算機(jī)界，K = 210 = 1024 M = 220, G = 230, T = 240。62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。 每秒 106 個(gè)比特時(shí)間1 0 1 0 1 11 s帶寬為1 Mb/s 時(shí)間每秒 4 106 個(gè)比特0.25 s帶寬為4 Mb/s 63時(shí)延(delay 或 latency)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。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)度（比特）信道帶寬（比特/秒）64時(shí)延(delay 或 lat

22、ency)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。 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）65時(shí)延(delay 或 latency)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。 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。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。有時(shí)可用排隊(duì)時(shí)延作為處理時(shí)延。 66時(shí)延(delay 或 latency)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： 總時(shí)延 = 發(fā)送時(shí)延 + 傳播時(shí)延 + 處理時(shí)延67三種時(shí)延

23、所產(chǎn)生的地方 1 0 1 1 0 0 1發(fā)送器隊(duì)列在鏈路上產(chǎn)生傳播時(shí)延結(jié)點(diǎn) B結(jié)點(diǎn) A在發(fā)送器產(chǎn)生發(fā)送時(shí)延(即傳輸時(shí)延)在隊(duì)列中產(chǎn)生處理時(shí)延數(shù)據(jù)從結(jié)點(diǎn) A 向結(jié)點(diǎn) B 發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路68容易產(chǎn)生的錯(cuò)誤概念 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。 69時(shí)延帶寬積（傳播）時(shí)延鏈路帶寬時(shí)延帶寬積 = 傳播時(shí)延 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。 （物理含義）時(shí)延帶寬積70往返時(shí)延 RTT 往返時(shí)延 RTT (Round-Trip Time) 表示從發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送端收到來(lái)自接收端的確認(rèn)（接收端收到數(shù)據(jù)

24、后立即發(fā)送確認(rèn)），總共經(jīng)歷的時(shí)延。 71利用率信道利用率：信道有百分之幾的時(shí)間是被利用的。網(wǎng)絡(luò)利用率：全網(wǎng)絡(luò)的信道利用率的加權(quán)平均值。 D0：空閑時(shí)的時(shí)延，D：當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，則利用率信道利用率并非越高越好。72吞吐量單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)量。受帶寬或額定速率的限制。731.3排隊(duì)論Queuing Theory一：排隊(duì)一個(gè)報(bào)文進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)后，排隊(duì)等待，被服務(wù)，并離開。這是一個(gè)隨機(jī)過(guò)程。如在時(shí)間間隔t內(nèi)，有k個(gè)報(bào)文到達(dá)的概率為其中k=0,1,2；l 為常數(shù)。稱這種過(guò)程為泊松過(guò)程。泊松過(guò)程的特點(diǎn)：1)平穩(wěn)性：任意段時(shí)間內(nèi)事件出現(xiàn)的概率只與t有關(guān)，而與什么時(shí)候出現(xiàn)無(wú)關(guān)；2)無(wú)后效性（無(wú)記憶性）：互

25、不相交的時(shí)間區(qū)域內(nèi)事件出現(xiàn)的概率互不相關(guān)；3)普通性(雙擇性)：在t+Dt 內(nèi)，當(dāng) Dt0時(shí)，在Dt內(nèi)要么有一個(gè)事件出現(xiàn)，要么0個(gè)事件出現(xiàn)，大于1個(gè)事件到達(dá)的概率為0（忽略）。741.3排隊(duì)論Queuing Theory二：到達(dá)時(shí)間間隔t的概率密度函數(shù)t 內(nèi)無(wú)報(bào)文到達(dá)，在Dt內(nèi)有一個(gè)報(bào)文到達(dá)，則a(t)Dt=Pt內(nèi)無(wú)到達(dá)，在(t,t+Dt)內(nèi)有1個(gè)報(bào)文到達(dá)根據(jù)泊松公式： Pt內(nèi)無(wú)到達(dá)=e-lt P(t,t+Dt)內(nèi)有1個(gè)報(bào)文到達(dá)=lDte-lt則： 751.3排隊(duì)論Queuing Theory三：服務(wù)（發(fā)送）時(shí)間的概率密度函數(shù)服務(wù)（發(fā)送報(bào)文）時(shí)間與報(bào)文的隨機(jī)長(zhǎng)度和服務(wù)率（發(fā)送速率）有關(guān)。 t=

26、r/c, 式中，r為隨機(jī)報(bào)文長(zhǎng)度，c為發(fā)送速率確定值。大量實(shí)踐統(tǒng)計(jì)表明，隨機(jī)報(bào)文長(zhǎng)度概率密度函數(shù)也呈負(fù)指數(shù)關(guān)系，即 式中，r為報(bào)文隨機(jī)長(zhǎng)度變量。均值： 式中， 為隨機(jī)報(bào)文長(zhǎng)度 761.3排隊(duì)論Queuing Theory四、李特爾定律（Little Law） N = lT 式中：N-網(wǎng)絡(luò)中的平均報(bào)文數(shù)l-報(bào)文的平均到達(dá)率T-報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)中的平均逗留時(shí)間Little定律表明：在穩(wěn)態(tài)情況下，逗留在網(wǎng)絡(luò)中報(bào)文的平均數(shù)等于報(bào)文的平均到達(dá)率與這些報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)中的平均逗留時(shí)間之乘積。Little定律對(duì)于任意設(shè)定邊界的封閉網(wǎng)絡(luò)，對(duì)任意分布的數(shù)據(jù)流均正確。 771.3排隊(duì)論Queuing Theory五、通信量強(qiáng)度（traffic intensity) 即業(yè)務(wù)強(qiáng)度或信道忙的概率，表示網(wǎng)絡(luò)的忙碌程度。 設(shè): r為通信量強(qiáng)度(業(yè)務(wù)強(qiáng)度)；l 為平均到達(dá)率；1/m 為隨機(jī)報(bào)文長(zhǎng)度；C鏈路的速率。則： 業(yè)務(wù)量強(qiáng)度等于報(bào)文平均到達(dá)率與輸出信道的平均輸出率之比。781.3排隊(duì)論Queuing Theory六、系統(tǒng)中的平均報(bào)文數(shù) 設(shè)報(bào)文的平均排隊(duì)時(shí)間為W