计算机网络的特点有哪些

2019-10-14 11:04:39 gjggj 阅读数 76641

谢希仁计算机网络第七版课后答案

第一章 概述

1-01 计算机网络向用户可以提供那些服务?答: 连通性和共享
1-02 简述分组交换的要点。答:(1)报文分组,加首部(2)经路由器储存转发(3)在目的地合并
1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
在这里插入图片描述
答: (1)电路交换:端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障,对连续传送大量数据效率高。(2)报文交换:无须预约传输带宽,动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高,通信迅速。(3)分组交换:具有报文交换之高效、迅速的要点,且各分组小,路由灵活,网络生存性能好。
1-04 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革?谢希仁计算机网络第七版课后答案
答: 融合其他通信网络,在信息化过程中起核心作用,提供最好的连通性和信息共享,第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。
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1-05 因特网的发展大致分为哪几个阶段?请指出这几个阶段的主要特点。
答:从单个网络APPANET向互联网发展;TCP/IP协议的初步成型  建成三级结构的Internet;分为主干网、地区网和校园网;形成多层次ISP结构的Internet;ISP首次出现。
1-06 简述因特网标准制定的几个阶段?
答:(1)因特网草案(Internet Draft) ——在这个阶段还不是 RFC 文档。(2)建议标准(Proposed Standard) ——从这个阶段开始就成为 RFC 文档。(3)草案标准(Draft Standard)(4) 因特网标准(Internet Standard)
1-07小写和大写开头的英文名internet 和Internet在意思上有何重要区别?
答:(1) internet(互联网或互连网):通用名词,它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。;协议无特指(2)Internet(因特网):专用名词,特指采用 TCP/IP 协议的互联网络。区别:后者实际上是前者的双向应用
1-08 计算机网络都有哪些类别?各种类别的网络都有哪些特点?
答:按范围:(1)广域网WAN:远程、高速、是Internet的核心网。
(2)城域网:城市范围,链接多个局域网。
(3)局域网:校园、企业、机关、社区。
(4)个域网PAN:个人电子设备
按用户:公用网:面向公共营运。专用网:面向特定机构。
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1-09 计算机网络中的主干网和本地接入网的主要区别是什么?
答:主干网:提供远程覆盖\高速传输\和路由器最优化通信。本地接入网:主要支持用户的访问本地,实现散户接入,速率低。
1-10 试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共x(bit)。从源点到终点共经过k段链路,每段链路的传播时延为d(s),数据率为b(b/s)。在电路交换时电路的建立时间为s(s)。在分组交换时分组长度为p(bit),且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下,分组交换的时延比电路交换的要小?(提示:画一下草图观察k段链路共有几个结点。)
答:线路交换时延:kd+x/b+s, 分组交换时延:kd+(x/p)(p/b)+ (k-1)(p/b),其中(k-1)(p/b)表示K段传输中,有(k-1)次的储存转发延迟,当s>(k-1)(p/b)时,电路交换的时延比分组交换的时延大,当x>>p,相反。
1-11 在上题的分组交换网中,设报文长度和分组长度分别为x和(p+h)(bit),其中p为分组的数据部分的长度,而h为每个分组所带的控制信息固定长度,与p的大小无关。通信的两端共经过k段链路。链路的数据率为b(b/s),但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。若打算使总的时延为最小,问分组的数据部分长度p应取为多大?(提示:参考图1-12的分组交换部分,观察总的时延是由哪几部分组成。)答:总时延D表达式,分组交换时延为:D= kd+(x/p)((p+h)/b)+ (k-1)(p+h)/b D对p求导后,令其值等于0,求得p=[(xh)/(k-1)]^0.5
1-12 因特网的两大组成部分(边缘部分与核心部分)的特点是什么?它们的工作方式各有什么特点?
答:边缘部分:由各主机构成,用户直接进行信息处理和信息共享;低速连入核心网。核心部分:由各路由器连网,负责为边缘部分提供高速远程分组交换。
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1-13 客户服务器方式与对等通信方式的主要区别是什么?有没有相同的地方?
答:前者严格区分服务和被服务者,后者无此区别。后者实际上是前者的双向应用。
1-14 计算机网络有哪些常用的性能指标?
答:速率,带宽,吞吐量,时延,时延带宽积,往返时间RTT,利用率
1-15 假定网络利用率达到了90%。试估计一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍?
解:设网络利用率为U。,网络时延为D,网络时延最小值为D0U=90%;D=D0/(1-U)---->D/ D0=10 现在的网络时延是最小值的10倍
1-16 计算机通信网有哪些非性能特征?非性能特征与性能特征有什么区别?
答:征:宏观整体评价网络的外在表现。性能指标:具体定量描述网络的技术性能。
1-17 收发两端之间的传输距离为1000km,信号在媒体上的传播速率为2×108m/s。试计算以下两种情况的发送时延和传播时延:
(1) 数据长度为107bit,数据发送速率为100kb/s。
(2) 数据长度为103bit,数据发送速率为1Gb/s。
从上面的计算中可以得到什么样的结论?
解:(1)发送时延:ts=107/105=100s传播时延tp=106/(2×108)=0.005s
(2)发送时延ts =103/109=1µs传播时延:tp=106/(2×108)=0.005s
结论:若数据长度大而发送速率低,则在总的时延中,发送时延往往大于传播时延。但若数据长度短而发送速率高,则传播时延就可能是总时延中的主要成分。
1-18 假设信号在媒体上的传播速度为2×108m/s.媒体长度L分别为:
(1)10cm(网络接口卡)(2)100m(局域网)
(3)100km(城域网)(4)5000km(广域网)
试计算出当数据率为1Mb/s和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。
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解:(1)1Mb/s:传播时延=0.1/(2×108)=5×10-10比特数=5×10-10×1×106=5×10-4 1Gb/s: 比特数=5×10-10×1×109=5×10-1
(2)1Mb/s: 传播时延=100/(2×108)=5×10-7比特数=5×10-7×1×106=5×10-1 1Gb/s: 比特数=5×10-7×1×109=5×102
(3) 1Mb/s: 传播时延=100000/(2×108)=5×10-4比特数=5×10-4×1×106=5×1021Gb/s: 比特数=5×10-4×1×109=5×105
(4)1Mb/s: 传播时延=5000000/(2×108)=2.5×10-2比特数=2.5×10-2×1×106=5×1041Gb/s: 比特数=2.5×10-2×1×109=5×107
1-19 长度为100字节的应用层数据交给传输层传送,需加上20字节的TCP首部。再交给网络层传送,需加上20字节的IP首部。最后交给数据链路层的以太网传送,加上首部和尾部工18字节。试求数据的传输效率。数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发送的总数据(即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销)。若应用层数据长度为1000字节,数据的传输效率是多少?
解:(1)100/(100+20+20+18)=63.3%
(2)1000/(1000+20+20+18)=94.5%
1-20 网络体系结构为什么要采用分层次的结构?试举出一些与分层体系结构的思想相似的日常生活。答:分层的好处:①各层之间是独立的。某一层可以使用其下一层提供的服务而不需要知道服务是如何实现的。②灵活性好。当某一层发生变化时,只要其接口关系不变,则这层以上或以下的各层均不受影响。③结构上可分割开。各层可以采用最合适的技术来实现④易于实现和维护。⑤能促进标准化工作。与分层体系结构的思想相似的日常生活有邮政系统,物流系统。
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1-21 协议与服务有何区别?有何关系?答:网络协议:为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。由以下三个要素组成:
(1)语法:即数据与控制信息的结构或格式。
(2)语义:即需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应。
(3)同步:即事件实现顺序的详细说明。协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。在协议的控制下,两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务,而要实现本层协议,还需要使用下面一层提供服务。
协议和服务的概念的区分:
1、协议的实现保证了能够向上一层提供服务。本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。下面的协议对上面的服务用户是透明的。
2、协议是“水平的”,即协议是控制两个对等实体进行通信的规则。但服务是“垂直的”,即服务是由下层通过层间接口向上层提供的。上层使用所提供的服务必须与下层交换一些命令,这些命令在OSI中称为服务原语。

1-22 网络协议的三个要素是什么?各有什么含义?谢希仁计算机网络第七版课后答案
答:网络协议:为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。由以下三个要素组成:
(1)语法:即数据与控制信息的结构或格式。
(2)语义:即需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应。
(3)同步:即事件实现顺序的详细说明。
1-23 为什么一个网络协议必须把各种不利的情况都考虑到?
答:因为网络协议如果不全面考虑不利情况,当情况发生变化时,协议就会保持理想状况,一直等下去!就如同两个朋友在电话中约会好,下午3点在公园见面,并且约定不见不散。这个协议就是很不科学的,因为任何一方如果有耽搁了而来不了,就无法通知对方,而另一方就必须一直等下去!所以看一个计算机网络是否正确,不能只看在正常情况下是否正确,而且还必须非常仔细的检查协议能否应付各种异常情况。
1-24 论述具有五层协议的网络体系结构的要点,包括各层的主要功能。谢希仁计算机网络第七版课后答案
答:综合OSI 和TCP/IP 的优点,采用一种原理体系结构。各层的主要功能:物理层 物理层的任务就是透明地传送比特流。(注意:传递信息的物理媒体,如双绞线、同轴电缆、光缆等,是在物理层的下面,当做第0 层。) 物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。数据链路层 数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧(frame)为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。网络层 网络层的任务就是要选择合适的路由,使 发送站的运输层所传下来的分组能够
正确无误地按照地址找到目的站,并交付给目的站的运输层。运输层 运输层的任务是向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端服务,使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。应用层 应用层直接为用户的应用进程提供服务。
1-25 试举出日常生活中有关“透明”这种名词的例子。
答:电视,计算机视窗操作系统、工农业产品
1-26 试解释以下名词:协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、客户-服务器方式。
答:实体(entity) 表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户是服务的请求方,服务器是服务的提供方。客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。 协议栈:指计算机网络体系结构采用分层模型后,每层的主要功能由对等层协议的运行来实现,因而每层可用一些主要协议来表征,几个层次画在一起很像一个栈的结构.对等层:在网络体系结构中,通信双方实现同样功能的层.
协议数据单元:对等层实体进行信息交换的数据单位.服务访问点:在同一系统中相邻两层的实体进行交互(即交换信息)的地方.服务访问点SAP是一个抽象的概念,它实体上就是一个逻辑接口.
1-27 试解释everything over IP 和IP over everthing 的含义。谢希仁计算机网络第七版课后答案
TCP/IP协议可以为各式各样的应用提供服务 (所谓的everything over ip)

答:允许IP协议在各式各样的网络构成的互联网上运行(所谓的ip over everything)
在这里插入图片描述
计算机网络答案 下载地址在这里 https://www.cnblogs.com/suibian1/p/11588467.html

2017-12-07 18:21:40 qq_36474990 阅读数 2779

网络为我们的生活提供了很大的方便!但是作为一个学计算机的学生不仅要会用它,我们需要了解它,甚至要熟记于心。除了作为一门考试课,更是作为自己的一门技能与知识。

从网络逻辑功能来讲计算机网络分为资源子网和通信子网。
计算机网络的定义:互相连接、自治的计算机集合
计算机网络的功能:资源共享,信息通信和资源处理
计算机网络的分类:局域网、城域网、广域网
计算机网络的性能指标:速率,带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、往返时间、利用率
计算机网络最主要的内容就是体系结构,在发展过程中,慢慢演变了几个主要的体系结构,也叫做分层结构
分层的原则:功能相对独立、层与层边界的接口信息流小、功能简单、网络运行效率小等。

OSI/RM体系结构分为七层:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
TCP/IP体系结构则分为四层:网络接口层、网络层、传输层、应用层

这两种体系结构在实际应用中都各有千秋,为了各自弥补不足,一般网络上采用的是结合这两种的五层体系结构:物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层。

网络中通常会采用拓扑结构来描述结点之间的相连,按照网络信号运输方式,分为点到点网络和点到多点(也叫广播)网络。

点到点网络
将网络中的主机按照两两相连的方式连接,通过一条单独的链路传输数据。
点对点型网络的拓扑结构有:线型、环型、网状

广播网络:
一个主机发送信号,但不只一个主机会收到这个信号,跟它相连在一条线路上的主机都会收到。
采用原理:载波监听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)
传输方式:单播、多播、组播
网络拓扑结构:星型网、总线型、蜂窝型

因特网中有两种应用模式:客户机—服务器方式、对等连接方式

客户机—服务器方式(C/S):进程之间是服务与被服务的关系
特点:具有固定的地址
服务器程序被动监听
客户机之间存在通信
服务器资源强于客户机资源

对等连接方式: 客户机与服务器之间是对等的方式
客户机可以是服务器,服务器也可以是客户机。

2018-01-05 21:20:48 hushhw 阅读数 43679

《计算机网络》复习笔记

本文同时发布在我的个人博客: https://wiki.hushhw.cn/posts/415999f5.html

说明:

  • 本复习笔记基于谢希仁的《计算机网络》第五版教材整理。
  • 由于这篇复习笔记只是我本科考试前做的总结,所以水平非常有限,并且因为时间不够所以后面并没有继续整理。
  • 编辑这篇文章时是我第一次使用 markdown 编辑文章,所以导致排版语法有一些错误,见谅。
  • 我也没想到,这篇复习笔记忽然就热度起来了。。。

后来考研复习时的复习PPT可以作为补充计算机网络笔记
后来考研复习时的复习PPT可以作为补充计算机网络笔记
后来考研复习时的复习PPT可以作为补充计算机网络笔记

绪论

1.1 计算机网络

  1. 计算机网络向用户提供的两个最重要的功能:
  • 连通性
  • 共享

1.2 因特网概述

  1. 因特网发展的三个阶段:
  • 第一阶段:从单个网络 ARPANET 向互联网发展的过程。1983 年 TCP/IP 协议成为 ARPANET 上的标准协议。
  • 第二阶段:建成三级结构的因特网:主干网、地区网和校园网(或企业网)。
  • 第三阶段:形成多层次的ISP(Internet Service Provider 因特网服务提供者)结构的因特网
  1. Internet 和 Internet 的区别:
  • internet:通用名词,它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。
  • Internet:专用名词,它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络,它采用 TCP/IP 协议族作为通信的规则,且其前身是美国的 ARPANET。

1.3 互联网的组成 P8

  • 边缘部分:有所有连接在因特网上的主机组成。这部分由用户直接使用,用来进行通信和资源共享。
  • 核心部分 : 由大量的网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的(提供连通性和交换)。
  1. 处于边缘部分的用户通信方式 P9-P10
  • 客户服务器方式(C/S方式):即Client/Server方式。(客户是服务的请求方,服务器是服务的提供方)

  • 对等方式(P2P方式):即Peer-to-Peer方式。(对等连接中的每一个主机既是客户又同时是服务器)

  1. 核心部分的交换技术 P11-15
  • 电路交换 的三个阶段:建立连接——通话——释放连接
    在通话时,两用户之间占用端到端的资源,而由于绝大部分时间线路都是空闲的,所以线路的传输速率往往很低。
  • 分组交换 的组成:报文、首部、分组。采用存储转发技术,即收到分组——存储分组——查询路由(路由选择协议)——转发分组。优点:高效、灵活、迅速、可靠。缺点:时延、开销。关键构件:路由器。
  • 报文交换 整个报文传送到相邻结点,全部存储下来之后查询转发表,转发到下一个结点。
    图片来源:blog.csdn.net/hcbbt/article/details/18271491
    这里写图片描述

1.4 计算机网络的类别 P17

  1. 分类
  • 按通信距离分:广域网、局域网、城域网

  • 按信息交换方式分:电路交换网、分组交换网、总和交换网

  • 按网络拓扑结构分:星型网、树型网、环型网、总线网

  • 按通信介质分:双绞线网、同轴电缆网、光纤网、卫星网

  • 按传输带宽分:基带网、宽带网

  • 按使用范围分:公用网、专用网

  • 按速率分:高速网、中速网、低速网

  • 按通信传播方式分:广播式、点到点式

  1. 性能指标(P18):速率、带宽、时延
  • 速率:指连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率。b/s(bps) 如100M以太网,实际是指100Mb/s。往往是指额定速率或标称速率。

  • 带宽:数字信道所能传送的最高速率。b/s(bps)

  • 吞吐量:单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的实际数据量。其绝对上限值等于带宽。

  • 时延:数据(一个报文或分组、甚至比特)从网络(或链路)的一段传送到另一端的时间,也称延迟。
      ① 发送时延:主机或路由器发送数据帧所需的时间,也就是从发送数据帧的第一个比特算起,到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。也成传输时延。
    发送时延 = 数据帧长度(b) / 信道带宽(b/s)
     ② 传播时延:电磁波在信道中传输一定距离所需划分的时间。
    传播时间 = 信道长度(m) / 传输速率(m/s)
     ③ 处理时延:主机或路由器处理收到的分组所花费的时间。
     ④ 排队时延:分组在输入队列中等待处理的时间加上其在输出队列中等待转发的时间。
    综上:总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延。
    注:对于高速网络链路,提高的是发送速率而不是传播速率。

  • 时延带宽积:传播时延 * 带宽。表示链路的容量。

  • 往返时间RTT:从发送方发送数据开始,到发送发收到接收方的确认为止,所花费的时间。

  • 利用率:某信道有百分之几是被利用的(有数据通过)。而信道或网络利用率过高会产生非常大的时延。
    当前时延=空闲时时延/(1-利用率)

1.5 计算机网络的体系结构 P25

  1. 网络协议:简称协议,是为了进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
  2. 网络协议的三要素
  • 语法:数据与控制信息的结构或格式
  • 语义:需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应
  • 同步:事件实现顺序的详细说明
  1. 体系结构(architecture)是计算机网络的各层及其协议的集合
  2. 五层协议的体系结构
  • 物理层:物理层的任务就是透明地传送比特流。(注意:传递信息的物理媒体,如双绞线、同轴电缆、光缆等,是在物理层的下面,当做第0 层。)物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。
  • 数据链路层:将网络层交下来的IP数据报组装成帧,在两个相邻结点间的链路上”透明“的传送以帧为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。在收到数据时,控制信息使收到端直到哪个帧从哪个比特开始和结束。
  • 网络层:选择合适的路由,使发送站的运输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站,并交付给目的站的运输层。网络层将运输层产生的报文或用户数据报封装成分组(IP数据报)或包进行传送。
  • 运输层:向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端对端服务,使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。(TCP、UDP)
  • 应用层:直接为用户的应用进程提供服务(HTTP、FTP等)
  1. OSI体系结构:物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层
  2. TCP/IP体系结构:网络接口层、网际层IP、运输层、应用层
    图片来源网络

物理层

2.1 物理层下的传输媒体

图片来源网络

  1. 导向传输媒体
    1.1. 双绞线
    双绞线已成为局域网中的主流传输媒体
  • 屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair)
  • 无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair)

1.2. 同轴电缆

  • 细缆(适合短距离,安装容易,造价低)
  • 粗缆(适合较大局域网,布线距离长,可靠性好)

1.3. 光纤
光纤有很好的抗电磁干扰特性和很宽的频带,主要用在环形网中

  • 多模光纤(用发光二极管,便宜,定向性较差)
  • 单模光纤(注入激光二极管,定向性好)
  1. 非导向传输媒体
    微波、红外线、激光、卫星通信

2.2 关于信道的几个基本概念

  1. 通信方式
  • 单向通信(单工)
  • 双向交替通信(半双工)
  • 双向同时通信(全双工)
  1. 基带信号:来自信源的信号。 带通信号:经过载波条之后的信号。基本带通调制方法:调幅(AM)、调频(FM)、调相(PM)

2.3 信道复用技术

这部分掌握码分复用计算即可

  • 频分复用FDM (Frequency Division Multiplexing):所有用户在同样的时间占用不同的频率带宽资源。
  • 时分复用TDM(Time Division Multiplexing)则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧(TDM 帧)。
  • 统计时分复用 STDM(Statistic TDM)是改进的时分复用,明显地提高信道的利用率。
  • 波分复用 WDM (Wavelength Division Multiplexing):光的频分复用
  • 码分复用 CDM (Code Division Multiplexing)常用的名词是码分多址 CDMA:有很强的抗干扰能力。

码分多址的计算靠一个例题就基本会了:
课后习题

数据链路层

数据链路层使用的信道主要有以下两种类型:

  • 点对点信道
  • 广播信道

3.1 使用点对点信道的数据链路层

  1. 链路 :从一个结点到相邻结点的一段物理线路

  2. 数据链路 :把实现这些协议的硬件和软件加载链路上
    现在最常用的方法是使用适配器(即网卡)来实现这些协议的硬件和软件。一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能。

  3. 三个基本问题:

  • 封装成帧
    就是在一段数据的前后分别添加首部(帧开始符SOH 01)和尾部(帧结束符EOT 04),然后就构成了一个帧。(数据部分<=长度限制MTU)首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。
    帧定界是分组交换的必然要求
  • 透明传输
    为了达到透明传输(即传输的数据部分不会因为包含SOH和EOT而出错),在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”(十六进制1B)
    透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆
  • 差错检测
    现实通信链路中比特在传输中会产生差错,传输错误的比特占比称为误码率BER,为了保证可靠性,通常通过循环冗余检验CRC来做差错检测。
    差错检测防止无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源

CRC校验在计算机组成与结构中学过不做解释
会做课后习题7、8题即可

3.2点对点协议 PPP P70

  1. PPP协议的组成部分
  • 一个将 IP 数据报封装到串行链路的方法
  • 链路控制协议 LCP (Link Control Protocol)
  • 网络控制协议 NCP (Network Control Protocol)
  1. PPP协议的帧格式
    图片来源:blog.csdn.net/cainv89/article/details/50614218
    首部:
  • 首部中的标志字段F(Flag),规定为0x7E(符号0x表示它后面的字符是用十六进制表示的。十六进制的7E的二进制表示是01111110),标志字段表示一个帧的开始。
  • 首部中的地址字段A规定为0xFF(即11111111)。
  • 首部中的控制字段C规定为0x03(即00000011)。
  • 首部中的2字节的协议字段:
    (1)当协议字段为0x0021时,PPP帧的信息字段就是IP数据报。
    (2)当协议字段为0xC021时,PPP帧的信息字段就是PPP链路控制协议LCP的数据。
    (3)当协议字段为0x8021时,PPP帧的信息字段就是网络层的控制数据。

尾部:

  • 尾部中的第一个字段(2个字节)是使用CRC的帧检验序列FCS。
  • 尾部中的标志字段F(Flag),规定为0x7E(符号0x表示它后面的字符是用十六进制表示的。十六进制的7E的二进制表示是01111110),标志字段表示一个帧的结束。
  1. 透明传输的实现方法
    当信息字段中出现和标志字段一样的比特(0x7E)组合时,就必须采取一些措施使这种形式上和标志字段一样的比特组合不出现在信息字段中。
  • 字节填充——PPP使用异步传输
    当 PPP 用在异步传输时,就使用一种特殊的字符填充法:将每一个 0x7E字节变为(0x7D, 0x5E),0x7D转变成为(0x7D, 0x5D)。ASCII 码的控制字符(即数值小于 0x20 的字符),则在前面要加入0x7D,同时将该字符的编码加以改变。

  • 零比特填充——PPP使用同步传输
    只要发现有5个连续的1,则立即填入一个0
    图片来源:blog.csdn.net/cainv89/article/details/50614218

这部分考题很简单:见课后习题10

  1. PPP 协议的工作状态:
    链路静止-建立物理层-链路建立-pc发LCP-NCP分配IP地址-链路打开,网络层建立。(释放时倒过来)

3.3 使用广播信道的数据链路层 P76

广播信道是一种一对多的通信,局域网使用的就是广播信道

  1. 局域网的数据链路层(局域网的数据链路层被拆分为了两个子层)
  • 逻辑链路控制LLC子层:与传输媒体无关
  • 媒体接入控制MAC子层:和局域网都对LLC子层来说是透明的
  1. CSMA/CD 协议
    以太网采用CSMA/CD协议的方式来协调总线上各计算机的工作。在使用CSMA/CD协议的时候,一个站不可能同时进行发送和接收,因此使用CSMA/CD协议的以太网不可能进行全双工通信而只能进行双向交替通信(半双工)。

CSMA/CD是载波监听多点接入/碰撞检测(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)的缩写,下面是CSMA/CD协议的要点:

  • **“多点接入”**就是计算机以多点接入(动态媒体接入控制)的方式连接在一根总线上。

  • **“载波监听”**就是”发送前先监听”,即每一个站在发送数据前先要检测一下总线是否有其他站在发送数据,如有则暂时不要发送数据,要等到信道为空闲。

  • **“碰撞检测”**就是“边发送边监听”,即适配器边发送数据边检测信道上的信号电压的变化情况。当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限值时,就认为总线上至少有两个站同时在发送数据,表明产生了碰撞,就要立即停止发送,免得继续浪费网络资源,然后等待一段随机时间后再次发送。

    把总线上的单程端到端传播时延记为τ,A 发送数据后,最迟要经过2τ才能知道自己发送的数据和其他站发送的数据有没有发生碰撞。

3.4 以太网的MAC层

  1. MAC地址
    “MAC地址”又叫做硬件地址或物理地址,实际上就是适配器地址或适配器标识符EUI-48。高位24位:厂家,低位24位由厂家自行指派

  2. MAC帧的格式
    常用的以太网MAC帧格式有两种标准 : DIX Ethernet V2 标准IEEE 的 802.3 标准。V2使用较多,如图:
    图片来源:见水印blog.csdn.net/ftxc_blog/article/details/12811235
    以太网V2的MAC帧较为简单,有五个字段组成。
    前两个字段分别为6字长的目标地址和源地址字段。第三个字段是2字节的类型字段,用来标志上一层使用的是什么协议,以便把收到的MAC帧的数据上交给上一层的这个协议。后面数据字段46~1500字节,FCS字段4个字节。

3.5 扩展的以太网

  1. 在物理层扩展—集线器 P91
    现在,双绞线以太网成为以太网的主流类型,扩展主机和集线器之间的距离的一种简单方法就是使用光纤(通常是一对光纤)和一对光纤调制解调器。

光纤调制解调器的作用,是进行电信号和光信号的转换。

  1. 在数据链路层扩展—网桥(自学习算法)P94
    注:在数据链路层扩展以太网要使用网桥
    网桥工作在数据链路层,它根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发或过滤。当网桥收到一个帧时,并不是向所有的接口转发这个帧,而是检查此帧的目的MAC地址,然后再确定将该帧转发到哪一个接口,或者是把它丢弃(即过滤)。

具体可以参考这篇博客:
http://blog.csdn.net/cainv89/article/details/50651489

  1. 虚拟局域网-交换机P98
    多接口网桥即交换式集线器常称为以太网交换机。利用以太网交换机可以很方便地 实现虚拟局域网,虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个 4 字节的标识符,称为 VLAN 标记。

网络层

4.1 网际协议IP

网际协议IP是TCP/IP体系中两个最重要的协议之一,也是最重要的因特网标准协议之一。与IP协议配套是用的四个协议:
1.地址解析协议ARP:是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。
2.逆地址解析协议RARP:是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。
3.网际控制报文协议ICMP:提供差错报告和询问报文,以提高IP数据交付成功的机会
4.网际组管理协议IGMP::用于探寻、转发本局域网内的组成员关系。

图片来源网络

4.1.1 虚拟互连网络

因为没有一种单一的网络能够适应所有的用户需求,所以网络互连也变得困难,所以需要一些中间设备:

  • 物理层中间设备:转发器(repeater)
  • 数据链路层中间设备:网桥或桥接器(bridge)
  • 网络层中间设备:路由器(router)
  • 网络层以上的中间设备:网关(gateway)

具体各层的设备说明可以看这篇博客“网络设备”部分:
http://blog.csdn.net/hushhw/article/details/78489470

4.1.2 分类的IP地址 P113

IP 地址就是给每个连接在因特网上的主机(或路由器)分配一个在全世界范围是唯一的 32 位的标识符。由因特网名字与号码指派公司ICANN进行分配。

IP地址编制方法的三个阶段:

  • 分类的IP地址
  • 子网的划分
  • 构成超网

每一类地址都由 网络号 net-id和 主机号 host-id组成
主机号中全0表示网络地址,全1表示广播地址

图片来源网络
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  • A类
  1. 由1字节的网络地址和3字节主机地址组成
  2. 网络地址的最高位必须是“0“,可指派的网络数为128-2,减2的原因是0.0.0.0对应“本网络”,另外一个是127.0.0.1是本地软件的回环地址,用于测试自己电脑IP地址是否可用。
  3. 地址范围1.0.0.0到126.255.255.255
  4. 最大主机数为2563-2=16777214台,减2的原因是全0的主机号字段代表该IP地址是"本主机“,全1表示”所有的“,表示该网络上的所有主机
  • B类
  1. 由2字节的网络地址和2字节主机地址组成
  2. 网络地址的最高位必须是“10”,可指派的网络数为 214 -1,因为最高位为10,所以不存在全0全1的情况,但是B类网络地址128.0.0.0是不指派的,可指派最小网络地址是128.1.0.0
  3. 地址范围128.0.0.0-191.255.255.255
  4. 最大主机数为2562-2=65534台,减2同样是全0全1情况。
  • C类
  1. 由3字节的网络地址和1字节主机地址组成
  2. 网络地址的最高位必须是“110”,可指派的网络数为221-1,192.0.0.0不指派,最小可指派网络地址是192.0.1.0
  3. 地址范围192.0.0.0-223.255.255.255
  4. 最大主机数为256-2=254台,减2同样是全0全1情况。
  • D类是多播地址,“lll0”开始

  • E类地址保留为今后使用,“llll0”开头

4.1.3 IP地址与硬件地址

硬件地址是数据链路层和物理层使用的地址
IP地址是网络层和以上各层使用的地址,是一种逻辑地址

IP地址放在IP数据报的首部,而硬件地址放在MAC帧的首部。当数据报放入数据链路层的MAC帧中后,整个IP数据报就成为MAC帧的数据,因而在数据链路层看不见数据报的IP地址。

4.1.4 地址解析协议ARP

ARP是解决同一个局域网上的主机或路由器的 IP 地址和硬件地址的映射问题。

每一个主机都设有一个ARP高速缓存(ARP cache),里面有所在的局域网上的各主机和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。
如果所要找的主机和源主机不在同一个局域网上,那么就要通过 ARP 找到一个位于本局域网上的某个路由器的硬件地址,然后把分组发送给这个路由器,让这个路由器把分组转发给下一个网络。

4.1.5 IP数据报

  1. IP数据报格式
    一个IP数据报由首部(20 字节+可选字段)和数据两部分组成
    图片来源网络
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  2. 分组转发
    (1) 从数据报的首部提取目的主机的 IP 地址 D, 得出目的网络地址为 N。
    (2) 若网络 N 与此路由器直接相连,则把数据报直接交付目的主机 D;否则是间接交付,执行(3)。
    (3) 若路由表中有目的地址为 D 的特定主机路由,则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器;否则,执行(4)。
    (4) 若路由表中有到达网络 N 的路由,则把数据报传送给路由表指明的下一跳路由器;否则,执行(5)。
    (5) 若路由表中有一个默认路由,则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器;否则,执行(6)
    (6) 报告转发分组出错。

4.2 划分子网 P128

  1. 两级IP地址缺陷:

  2. IP 地址空间的利用率有时很低。

  3. 给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。

  4. 两级的 IP 地址不够灵活

  5. 子网划分的基本思路:

  6. 划分子网纯属一个单位内部的事情,单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。

  7. 划分子网的方法是从主机号借用若干个位作为子网号。

  8. 路由器在收到IP数据报后,按目标网络号和子网号定位目标子网

  9. 子网掩码
    子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性

这里要会已知IP地址,子网掩码,求网络地址

4.3 构造超网(无分类编址CIDR)

  1. **CIDR(无分类域间路由选择)**的主要特点:
  • CIDR消除了传统的A、B、C类地址以及划分子网的概念,用网络前缀代替网络号和子网号,后面的部分指明主机。因此,CIDR使IP地址从三级编址(使用子网掩码),又回到了两级编址,但这已是无分类的两级编址。
  • CIDR把网络前缀相同的连续的IP地址组成一个”CIDR地址块”只要知道CIDR地址块中的任何一个地址,就可以知道这地址块的起始地址(即最小地址)和最大地址,以及地址块中的地址数。
  1. 地址掩码:是一连串的1和0组成,而1的个数救赎网络前缀长度。在斜线记法中。斜线后面的数字就是地址掩码中1的个数。

  2. 构成超网:由于一个CIDR地址块中含有很多地址,所以在路由表中就利用CIDR地址块来查找目标网络,这种地址的聚合常称为路由聚合,也称构成超网。

4.4 网际控制报文协议ICMP

为了更有效地转发IP数据报和提高交付成功的机会,在网际层使用了ICMP,ICMP允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。

  1. ICMP报文的种类
  • ICMP差错报告报文
  • ICMP询问报文
  1. ICMP 差错报告报文共有 5 种:
  • 终点不可达
  • 源点抑制(Source quench)
  • 时间超过
  • 参数问题
  • 改变路由(重定向)(Redirect)
  1. ICMP 询问报文有两种:
  • 回送请求和回答报文
  • 时间戳请求和回答报文

4.5 路由选择协议

  1. 两大类路由选择协议:
  • 内部网关协议 IGP:一个自治系统内部使用的路由选择协议。有多种协议,如 RIP 和OSPF 协议。
  • 外部网关协议EGP:一个自治系统的边界,将路由选择信息传递到另一个自治系统中。目前使用的就是BGP

RIP协议的优缺点:

  • RIP 存在的一个问题是当网络出现故障时,要经过比较长的时间才能将此信息传送到所有的路由器。
  • RIP 协议最大的优点就是实现简单,开销较小。
  • RIP 限制了网络的规模,它能使用的最大距离为 15(16 表示不可达)。
  • 路由器之间交换的路由信息是路由器中的完整路由表,因而随着网络规模的扩大,开销也就增加。

书上例题P149 例4-5
更新路由表

RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议,其主要特点:
(1)仅和相邻路由器交换信息。
(3)按固定的时间间隔交换路由信息,例如,每隔30秒。

OSPF最主要的特征就是使用分布式的链路状态协议,其主要特点:
(1)使用洪泛法向本自治系统中所有路由器发送信息。
(2)发送的信息是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态。
(3)只有当链路状态发生变化时,路由器才用洪泛法向所有路由器发送此信息。

BGP是不同自治系统的路由器之间交换路由信息的协议,它采用路径向量路由选择协议,其主要特点:
(2)自治系统AS之间的路由选择必须考虑有关策略。
(3)BGP只能力求寻找一条能够到达目的网络且比较好的路由,而并非要寻找一条最佳路由。

运输层

5.1 运输层协议概述

  1. 运输层功能
  • 运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信(但网络层是为主机之间提供逻辑通信)
  • 运输层还要对收到的报文进行差错检测
  • 运输层需要有两种不同的运输协议,即面向连接的 TCP 和无连接的 UDP
  1. 运输层的两个主要协议
    TCP/IP 的运输层有两个不同的协议:
  • 用户数据报协议 UDP(User Datagram Protocol)
  • 传输控制协议 TCP(Transmission Control Protocol)

UDP 在传送数据之前不需要先建立连接。对方的运输层在收到 UDP 报文后,不需要给出任何确认。虽然 UDP 不提供可靠交付,但在某些情况下 UDP 是一种最有效的工作方式。

TCP 则提供面向连接的服务。TCP 不提供广播或多播服务。由于 TCP 要提供可靠的、面向连接的运输服务,因此不可避免地增加了许多的开销。这不仅使协议数据单元的首部增大很多,还要占用许多的处理机资源。

图片来源网络

  1. 运输层的端口
    TCP/IP的运输层的端口用一个 16 位端口号进行标志
    端口号只具备本地意义,即端口号只是为了标志本计算机应用层中的各进程。

客户发起通讯请求时,必须先知道对方服务器的IP地址和端口号,运输层的端口号分为下面三大类:

  • 熟知端口号,数值一般为 0~1023。
    一些常用的数值端口号:
    FTP 21
    LELNET 23
    SMTP 25
    DNS 53
    TFTP 69
    HTTP 80
    SNMP 161
    SNMP(trap) 162

  • 登记端口号,数值为1024~49151,为没有熟知端口号的应用程序使用的。

  • 客户端口号或短暂端口号,数值为49152~65535,留给客户进程选择暂时使用。

5.2 用户数据报协议 UDP

  1. UDP的主要特点:
  • UDP 是无连接的,即发送数据之前不需要建立连接。
  • UDP 使用尽最大努力交付,即不保证可靠交付,同时也不使用拥塞控制
  • UDP 是面向报文的
  • UDP 没有拥塞控制,很适合多媒体通信的要求。
  • UDP 支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信
  • UDP 的首部开销小,只有 8 个字节

5.3 传输控制协议 TCP

  1. TCP的主要特点:
  • TCP 是面向连接的运输层协议
  • 每一条 TCP 连接只能有两个端点(endpoint),每一条 TCP 连接只能是点对点的(一对一)
  • TCP 提供可靠交付的服务
  • TCP 提供全双工通信
  • 面向字节流

5.4 可靠运输的工作原理

2016-02-05 14:16:50 cainv89 阅读数 3766

计算机网络的特点及性能

1. 计算机网络的特点

1.1 可靠性

  • 在一个网络系统中,当一台计算机出现故障时,可立即由系统中的另一台计算机来代替其完成所承担的任务。同样,当网络的一条链路出了故障时可选择其它的通信链路进行连接。

1.2 高效性

  • 计算机网络系统摆脱了中心计算机控制结构数据传输的局限性,并且信息传递迅速,系统实时性强。网络系统中各相连的计算机能够相互传送数据信息,使相距很远的用户之间能够即时、快速、高效、直接地交换数据。

1.3 独立性

  • 网络系统中各相连的计算机是相对独立的,它们之间的关系是既互相联系,又相互独立。

1.4 扩充性

  • 在计算机网络系统中,人们能够很方便、灵活地接入新的计算机,从而达到扩充网络系统功能的目的。

1.5 廉价性

  • 计算机网络使微机用户也能够分享到大型机的功能特性,充分体现了网络系统的“群体”优势,能节省投资和降低成本。

1.6 分布性

  • 计算机网络能将分布在不同地理位置的计算机进行互连,可将大型、复杂的综合性问题实行分布式处理。

1.7 易操作性

  • 对计算机网络用户而言,掌握网络使用技术比掌握大型机使用技术简单,实用性也很强。

2. 计算机网络的性能指标

2.1 速率

  • 计算机发送出的信号都是数字形式的。比特(bit)是计算机中数据量的单位,也是信息论中使用的信息量单位网络技术中的速率指的是连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率,它也称为数据率或比特率
  • 速率是计算机网络中最重要的一个性能指标。速率的单位是b/s(比特每秒),当数据率较高时,就可以用kb/s(k=10^3=千)、Mb/s(M=10^6=兆)、Gb/s(G=10^9=吉)、Tb/s(T=10^12=太)。现在人们常说的100M以太网,它的意思是速率为100Mb/s的以太网,这个速率往往是指额定速率或标称速率

2.2 带宽

  • 在计算机网络中,带宽用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力,因此网络带宽表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”

2.3 吞吐量

  • 表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制,有时吞吐量还用每秒传送的字节数或帧数来表示。

2.4 时延

  • 指数据(一个报文或分组,甚至比特)从网络(或链路)的一端传送都另一端所需的时间。时延是个很重要的性能指标。包括”发送时延”、“传播时延”、”处理时延”、”排队时延”。

2.5 时延带宽积

  • 链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度
  • 时延带宽积=传播时延*带宽

2.6 往返时间RTT

  • 指的是从发送方发送数据开始,到发送方收到来自接收方的确认,总共经历的时间。

2.7 利用率

  • 指的是全网络的信道利用率的加权平均值。信道的利用率并非越高越好,信道利用率高会造成非常大的延时。比如高速公路的行车情况,当高速公路上的车流量很大时,由于在公路上的某些地方会出现堵塞,因此行车的时间就会增大。

3. 计算机网络的非性能特征

3.1 费用

  • 网络的速率越高,其价格越高。

3.2 质量

  • 取决于网络中所有构件的质量,以及这些构件是怎样组成网络的。

3.3 标准化

  • 既可以按照通用的国际标准,也可以遵循特定的专用网络标准。

3.4 可靠性

  • 与网络的质量和性能都有密切关系。

3.5 可扩展性和可升级性

  • 网络的性能越高,其扩展费用往往越高,难度也会相应增加。

3.6 易于管理和维护

  • 没有良好的管理和维护,就很难达到和保存所设计的性能。

参考文献:
[1]《计算机网络(第5版)》谢希仁——第一章 1.6
[2] 百度搜索关键字:计算机网络的特点

2018-11-30 17:22:49 qq_29229567 阅读数 2887

网络:简述计算机网络的性能指标和非性能特征

计算机网络的性能一般是指一些重要的性能指标和一些非性能特征。


一、计算机网络的性能指标

性能指标从不同的方面来度量计算机网络的性能,下面是一些常用的性能指标。

在这里插入图片描述

1、速率

计算机发送出的信号都是数字形式的。比特(bit)是计算机中的数据量的单位,也是信息论中使用的信息量单位。英文字bit来源binary digit(一个二进制数字),因此一个比特就是二进制数字中的一个1或0。 网络技术中的速率指的是链接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率,也称为数据率(data rate)或者比特率(bit rate)。速率的单位是b/s(比特每秒)或者bit/s,也可以写为bps,即bit per second。当数据率较高时,可以使用kb/s(k=10^3=千)、Mb/s(M=10^6=兆)、Gb/s(G=10^9=吉)或者Tb/s(T=10^12=太)。现在一般常用更简单并不是很严格的记法来描述网络的速率,如100M以太网,而省略了b/s,意思为数据率为100Mb/s的以太网。这里的数据率通常指额定速率。

2、带宽

带宽包含两种含义:

(1)带宽本来指某个信号具有的频带宽度。信号的带宽是指该信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围。例如,在传统的通信线路上传送的电话信号的标准带宽是3.1kHz(从300Hz到3.1kHz,即声音的主要成分的频率范围)。这种意义的带宽的单位是赫兹。在以前的通信的主干线路传送的是模拟信号(即连续变化的信号)。因此,表示通信线路允许通过的信号频带范围即为线路的带宽。

(2)在计算机网络中,贷款用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力,因此网络带宽表示在单位时间内从网络的某一点到另一点所能通过的“最高数据量“。这种意义的带宽的单位是”比特每秒“,即为b/s。子这种单位的前面也通常加上千(k)、兆(M)、吉(G)、太(T)这样的倍数。

3、吞吐量

吞吐量(throughput)表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。吞吐量进场用于对现实世界中的网络的一种测量,以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。显然,吞吐量受到网络的带宽或网络的额定速率的限制。例如,对于一个100Mb/s的以太网,其额定速率为100Mb/s,那么这个数值也是该以太网的吞吐量的绝对上限值。因此,对100Mb/s的以太网,其典型的吞吐量可能只有70Mb/s。

4、时延

时延指数据(一个报文或者分组)从网络(或链路)的一端传送到另一端所需的时间。时延是一个非常重要的性能指标,也可以称为延迟或者迟延。

网络中的时延由以下几部分组成:

(1)发送时延 发送时延是主机或路由器发送数据帧所需要的时间,也就是从发送数据帧的第一个比特算起,到该帧的最后一个比特发送完毕所需时间。发送时延也可以称为传输时延。发送的时延=数据帧长度(b)/发送速率(b/s)。

对于一定的网络,发送时延并非固定不变,而是与发送的帧长成正比,与发送数率成反比。

(2)传播时延 传播时延是电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。

传播时延=信道长度(m)/电磁波在信道上的传播数率(m/s)

电磁波在自由空间的传播速率是光速,即3.0×10^5 km/s。电磁波在网络传输媒体中的传播速率比在自由空间低一些,在铜线电缆中的传播速率约为2.3×10^5 km/s,在光纤中的传播速率约为2.0×10^5 km/s。

(3)处理时延 主机或路由器在收到分组时需要花费一定的时间处理,分析分组首部、从分组中提取数据部分、进行差错检验、查到适当路由等,这就产生了处理时延。

(4)排队时延 分组在经过网络传输时,要经过许多的路由器。但分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待处理。在路由器确定了转发接口后,还要在输出队列中排队等待转发。这就产生了排队延时。排队延时通常取决于网络当时的通信量。

这样数据在网络中尽力的总延时就是

总延时 = 发送延时 + 传播延时 + 处理延时 + 排队延时

对于高速网络链路,提高的仅仅是数据的发送数率而不是比特在链路上的传播速率。荷载信息的电磁波在通信线路上的传播速率与数据的发送速率并无关系。提高的数据的发送速率只是减小了数据的发送时延。

5、时延带宽积

把以上两个网络性能的两个度量,传播时延和带宽相乘,就等到另外一个度量:传播时延带宽积,即

时延带宽积 = 传播时延 × 带宽

例如,传播时延为20ms,带宽为10Mb/s,则时延带宽积 = 20 × 10 × 10^3 /1000 = 2 × 10^5 bit。这就表示,若发送端连续发送数据,则在发送的第一个比特即将达到终点时,发送端就已经发送了20万个比特,而这20万个bit都在链路上向前移动。

6、往返时间RTT

在计算机网络中,往返时间RTT也是一个重要的性能指标,表示从发送方发送数据开始,到发送方收到来自接收方的确认,总共经历的时间。对于上面提到的例子,往返时间RTT就是40ms,而往返时间和带宽的乘积是4×10^5(bit)。

显然,往返时间与所发送的分组长度有关。发送很长的数据块的往返时间,应当比发送很短的数据块往返时间要多些。

往返时间带宽积的意义就是当发送方连续发送数据时,即能够及时收到对方的确认,但已经将许多比特发送到链路上了。对于上述例子,假定数据的接收方及时发现了差错,并告知发送发,使发送方立即停止发送,但也已经发送了40万个比特了。

7、利用率

利用率有信道利用率和网络利用率。信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的。网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。信道利用率并非越高越好。这是因为,根据排队的理论,当某信道的利用率增大时,该信道引起的时延也就迅速增加。

如果D0表示网络空闲时的时延,D表示当前网络时延,可以用简单公式(D=D0/(1-U)来表示D,D0和利用率U之间的关系。U数值在0和1之间。当网络的利用率接近最大值1时,网络的时延就趋近于无穷大。

二、计算机网络的非性能特征

1、费用(价格)

网络的性能与网络的价格息息相关。一般来说,网络的速率越高,其价格越贵。

2、质量

网络的质量取决于网络中所有构件的质量,以及这些构件如何组成网络。网络的质量会影响到网络的可靠性,网络管理的简易性,以及网络的一些其他性能。 但网络的性能和网络的质量不是等同的。例如:性能还不错的网络运行一段时间后出现故障,变得无法工作,说明其质量不好。网络的质量越好,价格往往也越贵。

3、标准化

网络的硬件和软件的设计即可以按照通用的国际标准,也可以遵循特定的专用的网络标准。当然采用国际标准,可以得到更好的互操作性,更易于升级换代和维修,也更容易得到技术上的支持。

4、可靠性

可靠性与网络的质量和性能有很大的关联。速率更高的网络,可靠性不一定会很差。但速率更高的网络想可靠的运行,往往很困难,所需的费用也很高。

5、可拓展性和可升级性

网络的性能越好,其拓展(规模扩大)费用往往越搞,升级难度(性能和版本的提高)也会相应增加。

6、易于管理和维护·

网络如果没有良好的管理和维护,就很难达到和保持所设计的性能。

计算机网络技术

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