計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件(編輯修改稿)
2024-08-28 14:05 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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(duì)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。 H1 H5 H2 H4 H3 H6 路由器 網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)核心部分 主機(jī) H1 H5 H2 H4 H3 H6 發(fā)送的 分組 路由器 A E D B C 網(wǎng)絡(luò)核心部分 主機(jī) 分組交換網(wǎng)的示意圖 H1 A 互聯(lián)網(wǎng) B D E C H5 H6 H4 H2 H3 H1 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(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā) 過程 H1 A 互聯(lián)網(wǎng) B D E C H5 H6 H4 H2 H3 H1 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 ? 路由器處理分組的過程是： ? 把收到的分組先放入 緩存（暫時(shí)存儲(chǔ)） ； ? 查找 轉(zhuǎn)發(fā)表 ，找出到某個(gè)目的地址應(yīng)從哪個(gè)端口轉(zhuǎn)發(fā)； ? 把分組送到適當(dāng)?shù)?端口 轉(zhuǎn)發(fā)出去。 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(duì)分組進(jìn)行 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā) ，最后把分組交付目的主機(jī)。 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。 ? 可靠 保證可靠性的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；分布式的路由選擇協(xié)議使網(wǎng)絡(luò)有很好的健壯性。 分組交換帶來的問題 ? 分組在各結(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)需要 排隊(duì) ，這就會(huì)造成一定的 時(shí)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 。 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)原理 并非完全新的概念 ? 在 20 世紀(jì) 40 年代，電報(bào)通信也采用了基于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)原理的 報(bào)文交換 (message switching)。 ? 報(bào)文交換的時(shí)延較長(zhǎng)，從幾分鐘到幾小時(shí)不等。現(xiàn)在報(bào)文交換已經(jīng)很少有人使用了。 三種交換的比較 報(bào) 文 報(bào) 文 報(bào) 文 A B C D A B C D A 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 連接釋放 數(shù)據(jù)傳送 的特點(diǎn) 比特流直達(dá)終點(diǎn) 報(bào)文 報(bào)文 報(bào)文 分組 分組 分組 存儲(chǔ) 轉(zhuǎn)發(fā) 存儲(chǔ) 轉(zhuǎn)發(fā) 存儲(chǔ) 轉(zhuǎn)發(fā) 存儲(chǔ) 轉(zhuǎn)發(fā) 計(jì)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(shí)期的產(chǎn)物。 ? 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。 ? 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。 ? 60 年代初，美國(guó)國(guó)防部領(lǐng)導(dǎo)的高級(jí)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)。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類 ? 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義 ? 最簡(jiǎn)單的定義：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是 一些互相連接的、自治的計(jì)算機(jī)的集合。 ? 互聯(lián)網(wǎng)是 “ 網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò) ” 。 ? 幾種不同的類別的網(wǎng)絡(luò) ? 不同作用范圍的網(wǎng)絡(luò) ? 從網(wǎng)絡(luò)的使用者進(jìn)行分類 幾種不同類別的網(wǎng)絡(luò) ? 不同作用范圍的網(wǎng)絡(luò) ? 城域網(wǎng) MAN (Metropolitan Area Network) ? 廣域網(wǎng) WAN (Wide Area Network) ? 局域網(wǎng) LAN (Local Area Network) 2. 不同使用者的網(wǎng)絡(luò) ? 從網(wǎng)絡(luò)的使用者進(jìn)行分類 ? 公用網(wǎng) (public work) ? 專用網(wǎng) (private work) 3. 用來把用戶 接入到因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò) ? 接入網(wǎng) AN (Access Network)，它又稱為本地接入網(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。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo) 1. 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 來源于 binary digit，意思是一個(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 (data rate)或 比特率 (bit rate)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最重要的一個(gè)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 。 2. 帶寬 ? ―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）。 ? 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(yǔ)，單位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)。 常用的帶寬單位 ? 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） ? 請(qǐng)注意：在計(jì)算機(jī)界， K = 210 = 1024 M = 220, G = 230, T = 240。 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 1 1 ?s 帶寬為 1 Mb/s 時(shí)間 每 秒 4 ? 106 個(gè)比特 ?s 帶寬為 4 Mb/s 3. 吞吐量 ? 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。 4.
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