計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理與虛擬仿真課件：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識

數(shù)據(jù)通信與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

第一章概論

第

1

章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

1.1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義1.1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類1.1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1.1.4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)1.2物理層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1.3網(wǎng)絡(luò)仿真工具

1.1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一些互相連接的、自治的計算機(jī)的集合。由分布在不同地理區(qū)域的若干結(jié)點（node）和連接這些結(jié)點的鏈路（link）組成，結(jié)點可以是計算機(jī)、集線器、交換機(jī)和路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，鏈路包括光纖、網(wǎng)線、電話線、無線等通信介質(zhì)。其目的是可以方便地互相傳遞信息，共享硬件、軟件、數(shù)據(jù)信息等資源?；ミB網(wǎng)（Internet）是一些相互連接的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的集合（網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)）。因特網(wǎng)（Internet）是世界上最大的互連網(wǎng)絡(luò)。1.1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義目前有三種最主要的網(wǎng)絡(luò)：電信網(wǎng)絡(luò)（電話網(wǎng)）有線電視網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)向用戶提供的

最重要的功能連通性——計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使上網(wǎng)用戶之間都可以交換信息，好像這些用戶的計算機(jī)都可以彼此直接連通一樣。共享——即資源共享。可以是信息共享、軟件共享，也可以是硬件共享。

第

1

章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

1.1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義

1.1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類1.1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1.1.4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)1.2物理層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1.3網(wǎng)絡(luò)仿真工具

1.1.2幾種不同類別的網(wǎng)絡(luò)不同作用范圍的網(wǎng)絡(luò)廣域網(wǎng)WAN(WideAreaNetwork)局域網(wǎng)LAN(LocalAreaNetwork)

城域網(wǎng)MAN(MetropolitanAreaNetwork)個人區(qū)域網(wǎng)PAN(PersonalAreaNetwork)按使用者進(jìn)行分類從網(wǎng)絡(luò)的使用者進(jìn)行分類公用網(wǎng)(publicnetwork)專用網(wǎng)(privatenetwork)

接入網(wǎng)(AccessNetwork)接入網(wǎng)

AN(AccessNetwork)，它又稱為本地接入網(wǎng)或居民接入網(wǎng)，用來把用戶接入到因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)。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。1.1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類

（2）因特網(wǎng)概述起源于美國，現(xiàn)已發(fā)展成為世界上最大的國際性計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)(network)由若干結(jié)點(node)和連接這些結(jié)點的鏈路(link)組成?；ヂ?lián)網(wǎng)是“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”(networkofnetworks)。連接在因特網(wǎng)上的計算機(jī)都稱為主機(jī)(host)。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)（網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)）結(jié)點鏈路主機(jī)因特網(wǎng)internet與Internetinternet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/IP協(xié)議族前身是美國的阿帕網(wǎng)ARPANET

因特網(wǎng)發(fā)展的三個階段第一階段是從單個網(wǎng)絡(luò)ARPANET向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程。1983年TCP/IP協(xié)議成為ARPANET上的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。人們把1983年作為因特網(wǎng)的誕生時間。網(wǎng)絡(luò)誕生第一階段（ARPA），是美國高級研究計劃署（AdvancedResearchProjectAgency）的簡稱Internet可以說是美蘇冷戰(zhàn)的產(chǎn)物，設(shè)計一個分散的指揮系統(tǒng)19711980第二階段：三級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)第二階段的特點是建成了三級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)主干網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)校園網(wǎng)（或企業(yè)網(wǎng)）。第三階段

第三階段的特點是逐漸形成了多層次ISP結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。出現(xiàn)了因特網(wǎng)服務(wù)提供者ISP(InternetServiceProvider)。用戶因特網(wǎng)ISP1ISP2因特網(wǎng)服務(wù)提供者用戶通過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。一級ISP一級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

ISP萬維網(wǎng)WWW的問世因特網(wǎng)已經(jīng)成為世界上規(guī)模最大和增長速率最快的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。因特網(wǎng)的迅猛發(fā)展始于20世紀(jì)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(luò)專業(yè)人員對網(wǎng)絡(luò)的使用，成為因特網(wǎng)的這種指數(shù)級增長的主要驅(qū)動力。WWWvsInternet凡是由若干電子計算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的網(wǎng)絡(luò)

統(tǒng)稱“互連網(wǎng)”目前全球最大的由數(shù)量最多的電子計算機(jī)組成的互聯(lián)網(wǎng)叫“因特網(wǎng)(Internet)”，其提供的主要應(yīng)用有萬維網(wǎng)（WWW）、文件傳輸（FTP）、電子郵件（E-mail）、遠(yuǎn)程登錄（Telnet）等萬維網(wǎng)是因特網(wǎng)里的一種最多的應(yīng)用`因特網(wǎng)的發(fā)展過程

網(wǎng)絡(luò)數(shù)主機(jī)數(shù)用戶數(shù)管理機(jī)構(gòu)數(shù)1980101021021001990103105106101

2000105107108102

2005106108109103關(guān)于因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作因特網(wǎng)協(xié)會ISOC因特網(wǎng)研究指導(dǎo)小組IRSG因特網(wǎng)研究部IRTF因特網(wǎng)工程部IETF因特網(wǎng)工程指導(dǎo)小組IESG…RGWG……RG…領(lǐng)域領(lǐng)域因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究委員會IABWGWGWG制訂因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)要經(jīng)過以下的四個階段因特網(wǎng)草案(InternetDraft)—此階段還不是RFC(RequestForComments)文檔。建議標(biāo)準(zhǔn)(ProposedStandard)—此階段開始就成為RFC文檔。草案標(biāo)準(zhǔn)(DraftStandard)因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(InternetStandard)各種RFC之間的關(guān)系因特網(wǎng)草案建議標(biāo)準(zhǔn)草案標(biāo)準(zhǔn)因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)歷史的RFC實驗的RFC提供信息的RFC6種RFC

因特網(wǎng)的組成從因特網(wǎng)的工作方式上看，可以劃分為以下的兩大塊：(1)邊緣部分由所有連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)組成。這部分是用戶直接使用的，用來進(jìn)行通信（傳送數(shù)據(jù)、音頻或視頻）和資源共享。(2)核心部分由大量網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服務(wù)的（提供連通性和交換）。因特網(wǎng)的核心部分因特網(wǎng)的邊緣部分主機(jī)網(wǎng)絡(luò)路由器因特網(wǎng)的邊緣部分與核心部分兩種通信方式在網(wǎng)絡(luò)邊緣的端系統(tǒng)中運行的程序之間的通信方式通?？蓜澐譃閮纱箢悾嚎蛻舴?wù)器方式（C/S方式）即Client/Server方式對等方式（P2P方式）即Peer-to-Peer方式(1)客戶服務(wù)器方式客戶(client)和服務(wù)器(server)都是指通信中所涉及的兩個應(yīng)用進(jìn)程?？蛻舴?wù)器方式所描述的是進(jìn)程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系?？蛻羰欠?wù)的請求方，服務(wù)器是服務(wù)的提供方。運行客戶程序網(wǎng)絡(luò)邊緣網(wǎng)絡(luò)核心運行服務(wù)器程序AB①請求服務(wù)②得到服務(wù)客戶服務(wù)器客戶A向服務(wù)器B發(fā)出請求服務(wù)，而服務(wù)器B向客戶A提供服務(wù)?？蛻糗浖奶攸c被用戶調(diào)用后運行，在打算通信時主動向遠(yuǎn)地服務(wù)器發(fā)起通信（請求服務(wù)）。因此，客戶程序必須知道服務(wù)器程序的地址。不需要特殊的硬件和很復(fù)雜的操作系統(tǒng)。服務(wù)器軟件的特點一種專門用來提供某種服務(wù)的程序，可同時處理多個遠(yuǎn)地或本地客戶的請求。系統(tǒng)啟動后即自動調(diào)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(wù)器程序不需要知道客戶程序的地址。一般需要強(qiáng)大的硬件和高級的操作系統(tǒng)支持。(2)對等連接方式對等連接(peer-to-peer，簡寫為P2P)是指兩個主機(jī)在通信時并不區(qū)分哪一個是服務(wù)請求方還是服務(wù)提供方。只要兩個主機(jī)都運行了對等連接軟件（P2P軟件），它們就可以進(jìn)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。對等連接方式的特點對等連接方式從本質(zhì)上看仍然是使用客戶服務(wù)器方式，只是對等連接中的每一個主機(jī)既是客戶又同時是服務(wù)器。例如主機(jī)C請求D的服務(wù)時，C是客戶，D是服務(wù)器。但如果C又同時向F提供服務(wù)，那么C又同時起著服務(wù)器的作用。網(wǎng)絡(luò)邊緣網(wǎng)絡(luò)核心運行P2P程序運行P2P程序DCEF運行P2P程序運行P2P程序

因特網(wǎng)的核心部分網(wǎng)絡(luò)核心部分是因特網(wǎng)中最復(fù)雜的部分。網(wǎng)絡(luò)中的核心部分要向網(wǎng)絡(luò)邊緣中的大量主機(jī)提供連通性，使邊緣部分中的任何一個主機(jī)都能夠向其他主機(jī)通信（即傳送或接收各種形式的數(shù)據(jù)）。在網(wǎng)絡(luò)核心部分起特殊作用的是路由器(router)。路由器是實現(xiàn)分組交換(packetswitching)的關(guān)鍵構(gòu)件，其任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡(luò)核心部分最重要的功能。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(luò)和把它們互連起來的路由器組成，而主機(jī)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(luò)邊緣的主機(jī)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(jī)的用途是為用戶進(jìn)行信息處理的，并且可以和其他主機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)交換信息。路由器的用途則是用來轉(zhuǎn)發(fā)分組的，即進(jìn)行分組交換的。H1H5H2H4H3H6路由器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)核心部分主機(jī)H1H5H2H4H3H6發(fā)送的分組路由器AEDBC網(wǎng)絡(luò)核心部分主機(jī)分組交換網(wǎng)的示意圖H1A互聯(lián)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！路由器主機(jī)注意分組的存儲轉(zhuǎn)發(fā)過程H1A互聯(lián)網(wǎng)BDECH5H6H4H2H3H1

向

H5

發(fā)送分組路由器主機(jī)在路由器

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)

H5在路由器

C

暫存查找轉(zhuǎn)發(fā)表找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口在路由器

A

暫存查找轉(zhuǎn)發(fā)表找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口路由器在路由器中的輸入和輸出端口之間沒有直接連線。路由器處理分組的過程是：把收到的分組先放入緩存（暫時存儲）；查找轉(zhuǎn)發(fā)表，找出到某個目的地址應(yīng)從哪個端口轉(zhuǎn)發(fā)；把分組送到適當(dāng)?shù)亩丝谵D(zhuǎn)發(fā)出去。

路由器的重要任務(wù)路由器是實現(xiàn)分組交換(packetswitching)的關(guān)鍵構(gòu)件，其任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡(luò)核心部分最重要的功能。主機(jī)和路由器的作用不同主機(jī)是為用戶進(jìn)行信息處理的，并向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送分組，從網(wǎng)絡(luò)接收分組。路由器對分組進(jìn)行存儲轉(zhuǎn)發(fā)，最后把分組交付目的主機(jī)。

第

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章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

1.1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義1.1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類

1.1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1.1.4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)1.2物理層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1.3網(wǎng)絡(luò)仿真工具

1.1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

（1）電路交換與分組交換（2）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(networkprotocol)（3）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)(Architecture)（4）OSI與TCP/IP

1.1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

（1）電路交換與分組交換在這里，“交換”(switching)的含義就是轉(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。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。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電路交換舉例A和B通話經(jīng)過四個交換機(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BDCA電路交換舉例C和D通話只經(jīng)過一個本地交換機(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BDCA電路交換傳送計算機(jī)數(shù)據(jù)效率低計算機(jī)數(shù)據(jù)具有突發(fā)性。這導(dǎo)致通信線路的利用率很低。1.電路交換的主要特點兩部電話機(jī)只需要用一對電線就能夠互相連接起來。

更多的電話機(jī)互相連通5部電話機(jī)兩兩相連，需10對電線。N部電話機(jī)兩兩相連，需N(N–1)/2對電線。當(dāng)電話機(jī)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(jī)數(shù)的平方成正比。

使用交換機(jī)當(dāng)電話機(jī)的數(shù)量增多時，就要使用交換機(jī)來完成全網(wǎng)的交換任務(wù)。…

交換機(jī)報文2.分組交換的主要特點在發(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。1101000110101010110101011100010011010010假定這個報文較長不便于傳輸數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報文添加首部構(gòu)成分組每一個數(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請注意：現(xiàn)在左邊是“前面”分組交換的傳輸單元分組交換網(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）。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(jié)點交換機(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)到下一個結(jié)點交換機(jī)。用這樣的存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式，最后分組就能到達(dá)最終目的地。收到分組后剝?nèi)ナ撞拷邮斩耸盏椒纸M后剝?nèi)ナ撞窟€原成報文。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)最后還原成原來的報文最后，在接收端把收到的數(shù)據(jù)恢復(fù)成為原來的報文。這里我們假定分組在傳輸過程中沒有出現(xiàn)差錯，在轉(zhuǎn)發(fā)時也沒有被丟棄。報文1101000110101010110101011100010011010010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(jī)發(fā)送分組?？煽勘ＷC可靠性的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；分布式的路由選擇協(xié)議使網(wǎng)絡(luò)有很好的生存性。分組交換帶來的問題分組在各結(jié)點存儲轉(zhuǎn)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。1.1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

（1）電路交換與分組交換（2）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(networkprotocol)（3）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)(Architecture)（4）OSI與TCP/IP

1.1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

(2)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換必須遵守事先約定好的規(guī)則。這些規(guī)則明確規(guī)定了所交換的數(shù)據(jù)的格式以及有關(guān)的同步問題（同步含有時序的意思）。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(networkprotocol)，簡稱為協(xié)議，是為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的組成要素語法：數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式。語義：需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應(yīng)。同步：事件實現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。協(xié)議很復(fù)雜協(xié)議必須把所有不利的條件事先都估計到，而不能假定一切都是正常的和非常理想的?？匆粋€計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是否正確，不能光看在正常情況下是否正確，而且還必須非常仔細(xì)地檢查這個協(xié)議能否應(yīng)付各種異常情況。著名的協(xié)議舉例

【例1-1】占據(jù)東、西兩個山頂?shù)乃{(lán)軍1和藍(lán)軍2與駐扎在山谷的白軍作戰(zhàn)。其力量對比是：單獨的藍(lán)軍1或藍(lán)軍2打不過白軍，但藍(lán)軍1和藍(lán)軍2協(xié)同作戰(zhàn)則可戰(zhàn)勝白軍?，F(xiàn)藍(lán)軍1擬于次日正午向白軍發(fā)起攻擊。于是用計算機(jī)發(fā)送電文給藍(lán)軍2。但通信線路很不好，電文出錯或丟失的可能性較大（沒有電話可使用）。因此要求收到電文的友軍必須送回一個確認(rèn)電文。但此確認(rèn)電文也可能出錯或丟失。試問能否設(shè)計出一種協(xié)議使得藍(lán)軍1和藍(lán)軍2能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同作戰(zhàn)因而一定（即100%而不是99.999…%）取得勝利？

明日正午進(jìn)攻，如何？同意收到“同意”收到：收到“同意”………………這樣的協(xié)議無法實現(xiàn)！結(jié)論這樣無限循環(huán)下去，兩邊的藍(lán)軍都始終無法確定自己最后發(fā)出的電文對方是否已經(jīng)收到。沒有一種協(xié)議能夠藍(lán)軍能100%獲勝。1.1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

(3)計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)相互通信的兩個計算機(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?！胺謱印笨蓪嫶蠖鴱?fù)雜的問題，轉(zhuǎn)化為若干較小的局部問題，而這些較小的局部問題就比較易于研究和處理。劃分層次的概念舉例主機(jī)

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向主機(jī)

2

通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送文件?？梢詫⒁龅墓ぷ鬟M(jìn)行如下的劃分。第一類工作與傳送文件直接有關(guān)。確信對方已做好接收和存儲文件的準(zhǔn)備。雙方協(xié)調(diào)好一致的文件格式。兩個主機(jī)將文件傳送模塊作為最高的一層。剩下的工作由下面的模塊負(fù)責(zé)。兩個主機(jī)交換文件文件傳送模塊主機(jī)

1主機(jī)

2文件傳送模塊只看這兩個文件傳送模塊好像文件及文件傳送命令是按照水平方向的虛線傳送的把文件交給下層模塊進(jìn)行發(fā)送把收到的文件交給上層模塊再設(shè)計一個通信服務(wù)模塊文件傳送模塊主機(jī)

1主機(jī)

2文件傳送模塊只看這兩個通信服務(wù)模塊好像可直接把文件可靠地傳送到對方把文件交給下層模塊進(jìn)行發(fā)送把收到的文件交給上層模塊通信服務(wù)模塊通信服務(wù)模塊再設(shè)計一個網(wǎng)絡(luò)接入模塊文件傳送模塊主機(jī)

1主機(jī)

2文件傳送模塊通信服務(wù)模塊通信服務(wù)模塊網(wǎng)絡(luò)接入模塊網(wǎng)絡(luò)接入模塊通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接入模塊負(fù)責(zé)做與網(wǎng)絡(luò)接口細(xì)節(jié)有關(guān)的工作例如，規(guī)定傳輸?shù)膸袷?，幀的最大長度等。分層的好處各層之間是獨立的。靈活性好。結(jié)構(gòu)上可分割開。易于實現(xiàn)和維護(hù)。能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。層數(shù)多少要適當(dāng)若層數(shù)太少，就會使每一層的協(xié)議太復(fù)雜。層數(shù)太多又會在描述和綜合各層功能的系統(tǒng)工程任務(wù)時遇到較多的困難。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)(architecture)是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合。體系結(jié)構(gòu)就是這個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其部件所應(yīng)完成的功能的精確定義。實現(xiàn)(implementation)是遵循這種體系結(jié)構(gòu)的前提下用何種硬件或軟件完成這些功能的問題。體系結(jié)構(gòu)是抽象的，而實現(xiàn)則是具體的，是真正在運行的計算機(jī)硬件和軟件。1.1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

（1）電路交換與分組交換（2）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(networkprotocol)（3）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)(Architecture)（4）OSI與TCP/IP

1.1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

(4)OSI與TCP/IP兩種體系結(jié)構(gòu)的國際標(biāo)準(zhǔn)法律上的(dejure)國際標(biāo)準(zhǔn)OSI并沒有得到市場的認(rèn)可。是非國際標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP現(xiàn)在獲得了最廣泛的應(yīng)用。TCP/IP常被稱為事實上的國際標(biāo)準(zhǔn)。開放系統(tǒng)互連參考模型

OSI/RM只要遵循OSI標(biāo)準(zhǔn)，一個系統(tǒng)就可以和位于世界上任何地方的、也遵循這同一標(biāo)準(zhǔn)的其他任何系統(tǒng)進(jìn)行通信。在市場化方面OSI卻失敗了。OSI的專家們在完成OSI標(biāo)準(zhǔn)時沒有商業(yè)驅(qū)動力；OSI的協(xié)議實現(xiàn)起來過分復(fù)雜，且運行效率很低；OSI標(biāo)準(zhǔn)的制定周期太長，因而使得按OSI標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的設(shè)備無法及時進(jìn)入市場；OSI的層次劃分并也不太合理，有些功能在多個層次中重復(fù)出現(xiàn)。

TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層運輸層網(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)絡(luò)

1應(yīng)用層運輸層網(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)分組時最高只用到網(wǎng)絡(luò)層而沒有使用運輸層和應(yīng)用層。沙漏計時器形狀的

TCP/IP協(xié)議族HTTPSMTPDNSRTPTCPUDPIP網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層運輸層應(yīng)用層………網(wǎng)絡(luò)接口

1網(wǎng)絡(luò)接口

2網(wǎng)絡(luò)接口

3EverythingoverIPIP

可為各式各樣的應(yīng)用程序提供服務(wù)IPoverEverythingIP

可應(yīng)用到各式各樣的網(wǎng)絡(luò)上

具有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)TCP/IP是四層的體系結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層、運輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡(luò)接口層。但最下面的網(wǎng)絡(luò)接口層并沒有具體內(nèi)容。于是：采取折中的辦法，即綜合

OSI和

TCP/IP

的優(yōu)點，采用一種只有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)。

客戶進(jìn)程和服務(wù)器進(jìn)程

使用

TCP/IP

協(xié)議進(jìn)行通信數(shù)據(jù)鏈路層物理層運輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層運輸層網(wǎng)絡(luò)層①

客戶發(fā)起連接建立請求②

服務(wù)器接受連接建立請求應(yīng)用層應(yīng)用層因特網(wǎng)客戶服務(wù)器以后就逐級使用下層提供的服務(wù)(使用TCP和IP）功能較強(qiáng)的計算機(jī)

可同時運行多個服務(wù)器進(jìn)程數(shù)據(jù)鏈路層物理層運輸層網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層計算機(jī)3服務(wù)器1服務(wù)器2數(shù)據(jù)鏈路層物理層運輸層網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層計算機(jī)1客戶1數(shù)據(jù)鏈路層物理層運輸層網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層計算機(jī)2客戶2因特網(wǎng)五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層(applicationlayer)運輸層(transportlayer)網(wǎng)絡(luò)層(networklayer)數(shù)據(jù)鏈路層(datalinklayer)物理層(physicallayer)數(shù)據(jù)鏈路層5應(yīng)用層4運輸層3網(wǎng)絡(luò)層2數(shù)據(jù)鏈路層1物理層主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2應(yīng)用進(jìn)程數(shù)據(jù)先傳送到應(yīng)用層加上應(yīng)用層首部，成為應(yīng)用層

PDU主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2應(yīng)用層PDU再傳送到運輸層加上運輸層首部，成為運輸層報文主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2運輸層報文再傳送到網(wǎng)絡(luò)層加上網(wǎng)絡(luò)層首部，成為IP數(shù)據(jù)報（或分組）主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2IP數(shù)據(jù)報再傳送到數(shù)據(jù)鏈路層加上鏈路層首部和尾部，成為數(shù)據(jù)鏈路層幀主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2數(shù)據(jù)鏈路層幀再傳送到物理層最下面的物理層把比特流傳送到物理媒體主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)應(yīng)用層(applicationlayer)5432154321物理傳輸媒體主機(jī)

1AP2AP1電信號（或光信號）在物理媒體中傳播從發(fā)送端物理層傳送到接收端物理層主機(jī)

2主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2物理層接收到比特流，上交給數(shù)據(jù)鏈路層主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊咳〕鰯?shù)據(jù)部分，上交給網(wǎng)絡(luò)層主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)ナ撞?，取出?shù)據(jù)部分上交給運輸層主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2運輸層剝?nèi)ナ撞?，取出?shù)據(jù)部分上交給應(yīng)用層主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2應(yīng)用層剝?nèi)ナ撞?，取出?yīng)用程序數(shù)據(jù)上交給應(yīng)用進(jìn)程主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2我收到了

AP1

發(fā)來的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2應(yīng)用程序數(shù)據(jù)應(yīng)用層首部H510100110100101比特流110101110101注意觀察加入或剝?nèi)ナ撞浚ㄎ膊浚┑膶哟螒?yīng)用程序數(shù)據(jù)H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4運輸層首部H3網(wǎng)絡(luò)層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾部主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

210100110100101比特流110101110101計算機(jī)2的物理層收到比特流后交給數(shù)據(jù)鏈路層H2T2H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊亢蟀褞臄?shù)據(jù)部分交給網(wǎng)絡(luò)層H2T2H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)シ纸M首部后把分組的數(shù)據(jù)部分交給運輸層H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H4H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2運輸層剝?nèi)笪氖撞亢蟀褕笪牡臄?shù)據(jù)部分交給應(yīng)用層應(yīng)用程序數(shù)據(jù)H5應(yīng)用程序數(shù)據(jù)主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2應(yīng)用層剝?nèi)?yīng)用層PDU首部后把應(yīng)用程序數(shù)據(jù)交給應(yīng)用進(jìn)程主機(jī)

1

向主機(jī)

2

發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321主機(jī)

1AP2AP1主機(jī)

2我收到了

AP1

發(fā)來的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！

第

1

章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

1.1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義1.1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類

1.1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

1.1.4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)1.2物理層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1.3網(wǎng)絡(luò)仿真工具

1.1.4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)（1）速率（2）帶寬（3）吞吐量（4）時延（5）其它

1.1.4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)1.速率比特（bit）是計算機(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來源于binarydigit，意思是一個“二進(jìn)制數(shù)字”，因此一個比特就是二進(jìn)制數(shù)字中的一個1或0。速率即數(shù)據(jù)率(datarate)或比特率(bitrate)是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最重要的一個性能指標(biāo)。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(biāo)稱速率。1.1.4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指（帶寬）“帶寬”(bandwidth)本來是指信號具有的頻帶寬度，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)。計算機(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，實際上是10Mb/s。這里的M是106。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的帶寬什么是寬帶？寬帶線路：可通過較高數(shù)據(jù)率的線路。寬帶是相對的概念，并沒有絕對的標(biāo)準(zhǔn)。在目前，對于用戶接入到因特網(wǎng)的用戶線來說，每秒傳送幾個兆比特就可以算是寬帶速率。對寬帶傳輸?shù)腻e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)暮锰幘褪莻鬏敻?，好比汽車在高速公路上可以跑得更快一樣。對于這種比喻一定要謹(jǐn)慎對待。常見的錯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（即電磁波）在傳輸媒體上的傳播速率（米/秒，或公里/秒）計算機(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：計算機(jī)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送比特的速率較高。ABAB寬帶線路窄帶線路在寬帶線路上比特傳播得快

在窄帶線路上比特傳播得慢

錯誤的概念A(yù)BAB寬帶線路窄帶線路寬帶線路：每秒有更多比特從計算機(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。正確的概念比喻：汽車運貨寬帶線路窄帶線路寬帶和窄帶線路：車速一樣寬帶線路：車距縮短另一種錯誤概念

——“寬帶”相當(dāng)于“多車道”多車道公路是并行傳輸……100101110100100111010001011010通信線路上通常都是串行傳輸(但ADSL是例外的）常用的帶寬單位更常用的帶寬單位是千比每秒，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(jī)界，K=210=1024M=220,G=230,T=240。數(shù)字信號流隨時間的變化在時間軸上信號的寬度隨帶寬的增大而變窄。每秒

106

個比特時間1

01

0

111

s帶寬為1Mb/s時間每秒

4

106

個比特0.25s帶寬為4Mb/s1.1.4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)

（吞吐量）吞吐量(throughput)表示在單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡(luò)（或信道、接口）的數(shù)據(jù)量。吞吐量更經(jīng)常地用于對現(xiàn)實世界中的網(wǎng)絡(luò)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(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。1.1.4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)

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(jié)點進(jìn)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。發(fā)送時延=數(shù)據(jù)塊長度（比特）發(fā)送速率（比特/秒）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）和信號在信道上的傳播速率是完全不同的概念。傳播時延=信道長度（米）信號在信道上的傳播速率（米/秒）時延(delay或latency)處理時延：交換結(jié)點為存儲轉(zhuǎn)發(fā)而進(jìn)行一些必要的處理所花費的時間。排隊時延：結(jié)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(luò)中當(dāng)時的通信量。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+處理時延四種時延所產(chǎn)生的地方1011001…發(fā)送器隊列在鏈路上產(chǎn)生傳播時延結(jié)點

B結(jié)點

A在發(fā)送器產(chǎn)生傳輸時延(即發(fā)送時延)在結(jié)點

A中產(chǎn)生處理時延和排隊時延數(shù)據(jù)從結(jié)點A向結(jié)點B發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路容易產(chǎn)生的錯誤概念對于高速網(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)送時延。1.1.4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)

（時延帶寬積）鏈路的時延帶寬積又稱為以比特為單位的鏈路長度。（傳播）時延鏈路帶寬時延帶寬積=傳播時延

帶寬時延帶寬積1.1.4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)利用率信道利用率指出某信道有百分之幾的時間是被利用的（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。時延與網(wǎng)絡(luò)利用率的關(guān)系根據(jù)排隊論的理論，當(dāng)某信道的利用率增大時，該信道引起的時延也就迅速增加。若令D0表示網(wǎng)絡(luò)空閑時的時延，D表示網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的時延，則在適當(dāng)?shù)募俣l件下，可以用下面的簡單公式表示D和D0之間的關(guān)系：U是網(wǎng)絡(luò)的利用率，數(shù)值在0到1之間。時延

D利用率

U10D0時延急劇增大1.1.4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)

（非性能特征）

費用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化可靠性可擴(kuò)展性和可升級性易于管理和維護(hù)小結(jié)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生背景是20世紀(jì)60年代美蘇冷戰(zhàn)時期的產(chǎn)物。60年代初，美國國防部領(lǐng)導(dǎo)的遠(yuǎn)景研究規(guī)劃局ARPA(AdvancedResearchProjectAgency)提出要研制一種生存性(survivability)很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的電路交換(circuitswitching)的電信網(wǎng)有一個缺點：正在通信的電路中有一個交換機(jī)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。小結(jié)新型網(wǎng)絡(luò)的基本特點網(wǎng)絡(luò)用于計算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送，而不是為了打電話。網(wǎng)絡(luò)能夠連接不同類型的計算機(jī)，不局限于單一類型的計算機(jī)。所有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點都同等重要，因而大大提高網(wǎng)絡(luò)的生存性。計算機(jī)在進(jìn)行通信時，必須有冗余的路由。網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)盡可能地簡單，同時還能夠非常可靠地傳送數(shù)據(jù)。小結(jié)ARPANET的成功使

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念發(fā)生根本變化早期的面向終端的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是以單個主機(jī)為中心的星形網(wǎng)各終端通過通信線路共享昂貴的中心主機(jī)的硬件和軟件資源。

分組交換網(wǎng)則是以網(wǎng)絡(luò)為中心，主機(jī)都處在網(wǎng)絡(luò)的外圍。用戶通過分組交換網(wǎng)可共享連接在網(wǎng)絡(luò)上的許多硬件和各種豐富的軟件資源。

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)

第

1

章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

1.1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義1.1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類1.1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1.1.4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)1.2物理層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1.3網(wǎng)絡(luò)仿真工具

1.2物理層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

1.2.1網(wǎng)絡(luò)設(shè)備1.2.2物理層傳輸媒體1.2.3數(shù)字傳輸系統(tǒng)1.2.4寬帶接入技術(shù)

1.2.1

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備-物理層設(shè)備

（1）轉(zhuǎn)發(fā)器(Repeater)：有源轉(zhuǎn)發(fā)器將信號解調(diào)后再生放大，再調(diào)制后傳輸。（2）集線器(Hub)

1.2.1

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備-鏈路層設(shè)備

（1）適配器：又稱網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC，NetworkInterfaceCard)，或網(wǎng)卡。用于計算機(jī)和局域網(wǎng)的通信。（2）網(wǎng)橋(Bridge)：用于在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展以太網(wǎng)，根據(jù)MAC幀的目的地址對收到的幀進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和過濾。含有轉(zhuǎn)發(fā)表。它隔離了沖突域，但不隔離廣播域。（3）第二層交換機(jī)(Layer2switch)：多接口的網(wǎng)橋，又稱以太網(wǎng)交換機(jī)或第二層交換機(jī)?？蓪崿F(xiàn)虛擬局域網(wǎng)VLAN(VirtualLAN)。

1.2.1

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備-網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備

（1）第三層交換機(jī)(Layer3switch)：能進(jìn)行路由的交換機(jī)，具有一部分路由器功能。（2）路由器(Router)：連接因特網(wǎng)中各局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的設(shè)備。擁有路由選擇處理機(jī)、交換結(jié)構(gòu)、一組輸入端口和一組輸出端口。

1.2.2物理層傳輸媒體-有線媒體1.有線媒體1）

雙絞線（1）直通線

：計算機(jī)至交換機(jī)（2）交叉線：計算機(jī)至計算機(jī)

2）控制臺電纜（Console）3）串口電纜

雙絞線以太網(wǎng)的硬件配置集線器RJ45網(wǎng)卡RJ45插頭雙絞線細(xì)纜以太網(wǎng)10BASE2BNC網(wǎng)卡BNC插頭細(xì)纜和粗纜

1.2.2物理層傳輸媒體-無線媒體2.無線媒體1）

微波通信2）無線接入（1）移動蜂窩通信（2）無線局域網(wǎng)（3）短距離無線通信技術(shù)。

1.2.3數(shù)字傳輸系統(tǒng)

-脈碼調(diào)制PCM體制

脈碼調(diào)制PCM體制最初是為了在電話局之間的中繼線上傳送多路的電話。由于歷史上的原因，PCM有兩個互不兼容的國際標(biāo)準(zhǔn)，即北美的24路PCM（簡稱為T1）和歐洲的30路PCM（簡稱為E1）。我國采用的是歐洲的E1標(biāo)準(zhǔn)。E1的速率是2.048Mb/s，而T1的速率是1.544Mb/s。當(dāng)需要有更高的數(shù)據(jù)率時，可采用復(fù)用的方法。1.2.3數(shù)字傳輸系統(tǒng)

同步光纖網(wǎng)SONET和同步數(shù)字系列SDH舊的數(shù)字傳輸系統(tǒng)存在著許多缺點。其中最主要的是以下兩個方面：速率標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。如果不對高次群的數(shù)字傳輸速率進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，國際范圍的高速數(shù)據(jù)傳輸就很難實現(xiàn)。

不是同步傳輸。在過去相當(dāng)長的時間，為了節(jié)約經(jīng)費，各國的數(shù)字網(wǎng)主要是采用準(zhǔn)同步方式。

同步光纖網(wǎng)SONET同步光纖網(wǎng)

SONET(SynchronousOpticalNetwork)的各級時鐘都來自一個非常精確的主時鐘。第1級同步傳送信號

STS-1(SynchronousTransportSignal)的傳輸速率是51.84Mb/s。光信號則稱為第1級光載波

OC-1，OC表示O