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計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí) 主 要 內(nèi) 容 1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的作用 1.2 因特網(wǎng)概述 1.3 因特網(wǎng)的組成 1.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國(guó)的發(fā)展 1.5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類別 1.6 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能 1.7 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu) 1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代的作用 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)。 發(fā)展最快的并起到核心作用的是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 因特網(wǎng)(Internet)的發(fā)展 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)展成為現(xiàn)在的集教育科研、信息共享、休閑娛樂和商業(yè)流通的綜合網(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)。 因特網(wǎng)的意義 因特網(wǎng)是自印刷術(shù)以來人類通信方面最大的變革。 徹底改變了人們生活、工作、學(xué)習(xí)和交往的方式和態(tài)度，提高了人們工作、學(xué)習(xí)和生活的效率。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能 連通性——計(jì)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(jì)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。 1.2 因特網(wǎng)概述 1.2.1 網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò) 起源于美國(guó)的因特網(wǎng)現(xiàn)已發(fā)展成為世界上最大的國(guó)際性計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)。 網(wǎng)絡(luò)(network)由若干結(jié)點(diǎn)(node)和連接這些結(jié)點(diǎn)的鏈路(link)組成。 互聯(lián)網(wǎng)是“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”(network of networks)。 網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng) 網(wǎng)絡(luò)把許多計(jì)算機(jī)連接在一起。 因特網(wǎng)則把許多網(wǎng)絡(luò)連接在一起。 1.2.2 因特網(wǎng)發(fā)展的三個(gè)階段 第一階段是從單個(gè)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(shí)間。 internet 和 Internet 的區(qū)別 internet（互聯(lián)網(wǎng)或互連網(wǎng)）： 是一個(gè)通用名詞，它泛指由多個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連而成的網(wǎng)絡(luò)。這些網(wǎng)絡(luò)之間的通信協(xié)議可以是任意的。 三級(jí)結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng) 第二階段的特點(diǎn)是建成了三級(jí)結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。 三級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)（或企業(yè)網(wǎng)）。 多層次 ISP 結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng) 第三階段的特點(diǎn)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 (Internet Service Provider)。 用戶通過 ISP 上網(wǎng) 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(zhǎng)速率最快的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，沒有人能夠準(zhǔn)確說出因特網(wǎng)究竟有多大。 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 (World Wide Web)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(duì)網(wǎng)絡(luò)的使用，成為因特網(wǎng)的這種指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。 萬維網(wǎng) WWW 的問世 萬維網(wǎng) WWW (World Wide Web)并非某種特殊的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 萬維網(wǎng)是一個(gè)大規(guī)模的、聯(lián)機(jī)式的信息儲(chǔ)藏所。 萬維網(wǎng)用鏈接的方法能非常方便地從因特網(wǎng)上的一個(gè)站點(diǎn)訪問另一個(gè)站點(diǎn)，從而主動(dòng)地按需獲取豐富的信息。這種訪問方式稱為“鏈接”。 1.2.3 因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作 在世界范圍內(nèi)建立大型互聯(lián)網(wǎng)，通信協(xié)議和接口標(biāo)準(zhǔn)化是非常重要的。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域有影響的標(biāo)準(zhǔn)化組織主要有以下幾個(gè)： 1.2.3 因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作 1.2.3 因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作 1.3 因特網(wǎng)的組成 從因特網(wǎng)的工作方式上看，可以劃分為兩大塊： 1.3.1 因特網(wǎng)的邊緣部分 處在因特網(wǎng)邊緣的部分就是連接在因特網(wǎng)上的所有的主機(jī)。這些主機(jī)又稱為端系統(tǒng)(end system)。 英特網(wǎng)邊緣部分兩種通信方式 在網(wǎng)絡(luò)邊緣的端系統(tǒng)中運(yùn)行的程序之間的通信方式通�？蓜澐譃閮纱箢悾� 客戶服務(wù)器方式（C/S 方式） 即Client/Server方式 對(duì)等方式（P2P 方式） 即 Peer-to-Peer方式 1. 客戶服務(wù)器方式（C/S ） 客戶(client)和服務(wù)器(server)都是指通信中所涉及的兩個(gè)應(yīng)用進(jìn)程。 客戶服務(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。 客戶是服務(wù)的請(qǐng)求方，服務(wù)器是服務(wù)的提供方。 客戶軟件的特點(diǎn) 被用戶調(diào)用后運(yùn)行，在打算通信時(shí)主動(dòng)向遠(yuǎn)地服務(wù)器發(fā)起通信（請(qǐng)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(diǎn) 一種專門用來提供某種服務(wù)的程序，可同時(shí)處理多個(gè)遠(yuǎn)地或本地客戶的請(qǐng)求。 系統(tǒng)啟動(dòng)后即自動(dòng)調(diào)用并一直不斷地運(yùn)行著，被動(dòng)地等待并接受來自各地的客戶的通信請(qǐng)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(jí)的操作系統(tǒng)支持。 2. 對(duì)等連接方式（P2P） 對(duì)等連接(peer-to-peer，簡(jiǎn)寫為 P2P)是指兩個(gè)主機(jī)在通信時(shí)并不區(qū)分哪一個(gè)是服務(wù)請(qǐng)求方還是服務(wù)提供方。 只要兩個(gè)主機(jī)都運(yùn)行了對(duì)等連接軟件（P2P 軟件），它們就可以進(jìn)行平等的、對(duì)等連接通信。 雙方都可以下載對(duì)方已經(jīng)存儲(chǔ)在硬盤中的共享文檔。 對(duì)等連接方式的特點(diǎn) 對(duì)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(duì)等連接中的每一個(gè)主機(jī)既是客戶又同時(shí)是服務(wù)器。 例如主機(jī) C 請(qǐng)求 D 的服務(wù)時(shí)，C 是客戶，D 是服務(wù)器。但如果 C 又同時(shí)向 F提供服務(wù)，那么 C 又同時(shí)起著服務(wù)器的作用。 1.3.2 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(gè)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(shí)現(xiàn)分組交換(packet switching)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。 路由器的交換技術(shù) 電路交換 分組交換 1. 電路交換的主要特點(diǎn) 兩部電話機(jī)只需要用一對(duì)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(duì)電線。 N 部電話機(jī)兩兩相連，需 N(N – 1)/2 對(duì)電線。 當(dāng)電話機(jī)的數(shù)量很大時(shí)，這種連接方法需要的電線對(duì)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(shí)，就要使用交換機(jī)來完成全網(wǎng)的交換任務(wù)。 “交換”的含義 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(dòng)態(tài)地分配傳輸線路的資源。 電路交換的特點(diǎn) 電路交換必需是面向連接的。 電路交換要經(jīng)過以下三個(gè)階段： 建立連接（擁有一條實(shí)際的物理通路） 通信（一直占用該物理通路） 釋放連接 電路交換舉例 A 和 B 通話經(jīng)過四個(gè)交換機(jī) 通話在 A 到 B 的連接上進(jìn)行 電路交換舉例 C 和 D 通話只經(jīng)過一個(gè)本地交換機(jī) 通話在 C 到 D 的連接上進(jìn)行 電路交換傳送計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)效率低 計(jì)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。 因此，出現(xiàn)分組交換。 2. 分組交換的主要特點(diǎn) 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。 添加首部構(gòu)成分組 每一個(gè)數(shù)據(jù)段前面添加上首部構(gòu)成分組。 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）。 分組首部的重要性 每一個(gè)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(diǎn)交換機(jī)根據(jù)收到分組的首部中的地址信息，確定轉(zhuǎn)發(fā)出口，把分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)交換機(jī)。 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。 收到分組后剝?nèi)ナ撞?接收端收到分組后剝?nèi)ナ撞窟�原成報(bào)文。 最后還原成原來的報(bào)文 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。 因特網(wǎng)的核心部分小結(jié)與舉例 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。 分組交換網(wǎng)的示意圖 注意分組的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)過程 路由器處理分組的過程 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(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)亩丝谵D(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)有很好的生存性。 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)，會(huì)產(chǎn)生一定的時(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�，F(xiàn)在報(bào)文交換已經(jīng)很少有人使用了。 三種交換的比較 三種交換方式的特點(diǎn) 電路交換：建立連接，數(shù)據(jù)傳輸（整個(gè)報(bào)文的比特流連續(xù)的從源點(diǎn)直達(dá)終點(diǎn)，好像在一個(gè)管道中傳送），釋放連接。 報(bào)文交換：不需建立和釋放連接，整個(gè)報(bào)文先傳送到相鄰結(jié)點(diǎn)，全部存儲(chǔ)下來后查找轉(zhuǎn)發(fā)表，轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)。 分組交換：不需建立和釋放連接，單個(gè)分組（這只是報(bào)文的一部分）傳送到相鄰結(jié)點(diǎn)，存儲(chǔ)下來后查找轉(zhuǎn)發(fā)表，轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)。 1. 4 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)技術(shù)網(wǎng) CSTNET (4) 中國(guó)聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng) UNINET (5) 中國(guó)網(wǎng)通公用互聯(lián)網(wǎng) CNCNET (6) 中國(guó)國(guó)際經(jīng)濟(jì)貿(mào)易互聯(lián)網(wǎng) CIETNET (7) 中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng) CMNET (8) 中國(guó)長(zhǎng)城互聯(lián)網(wǎng) CGWNET（建設(shè)中） (9) 中國(guó)衛(wèi)星集團(tuán)互聯(lián)網(wǎng) CSNET（建設(shè)中） 1.5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類別 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同定義 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。 因特網(wǎng)(Internet)是“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”。 1.5.2 幾種不同類別的網(wǎng)絡(luò) 1 .不同作用范圍 的網(wǎng)絡(luò) 廣域網(wǎng) WAN (Wide Area Network) 局域網(wǎng) LAN (Local Area Network) 城域網(wǎng) MAN (Metropolitan Area Network) 個(gè)人區(qū)域網(wǎng) PAN (Personal Area Network) 在個(gè)人工作地方，把屬于個(gè)人使用的電子設(shè)備用無線技術(shù)連接起來的網(wǎng)絡(luò)，也稱無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)WPAN。 1.5.2 幾種不同類別的網(wǎng)絡(luò) 2. 從網(wǎng)絡(luò)的使用者 進(jìn)行分類 公用網(wǎng) (public network) ： 指電信公司（國(guó)有或私有）出資建造的大型網(wǎng)絡(luò)，所有愿意按照電信公司規(guī)定繳納費(fèi)用的人都可以使用。 專用網(wǎng) (private network) ： 某單位為自己的特殊業(yè)務(wù)工作需要而建立的只為本單位服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。 1.5.2 幾種不同類別的網(wǎng)絡(luò) 3.用來把用戶接入到因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò) 1.6 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能 1.速率 2.帶寬 3.吞吐量 4.時(shí)延 5.時(shí)延帶寬積 6.往返時(shí)間RTT 7.利用率 1.6 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能 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。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) ：指信號(hào)具有的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。 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。 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. 時(shí)延(delay 或 latency) 時(shí)延：指數(shù)據(jù)（一個(gè)報(bào)文或分組或比特）從網(wǎng)絡(luò)（或鏈路）的一端傳送到另一端所需的時(shí)間。也稱延遲或遲延。 4. 時(shí)延(delay 或 latency) 傳輸時(shí)延（發(fā)送時(shí)延 ）：是主機(jī)或路由器發(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。 即：從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個(gè)比特算起，到該幀的最后一個(gè)比特發(fā)送完畢所需的時(shí)間。 4.時(shí)延(delay 或 latency) 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。 4.時(shí)延(delay 或 latency) 4.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。 排隊(duì)時(shí)延 結(jié)點(diǎn)緩存隊(duì)列中分組排隊(duì)所經(jīng)歷的時(shí)延。 排隊(duì)時(shí)延長(zhǎng)短往往取決于網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)時(shí)的通信量。 4.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、處理時(shí)延和排隊(duì)時(shí)延之和： 四種時(shí)延所產(chǎn)生的地方 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。 5. 時(shí)延帶寬積 時(shí)延帶寬積表示該管道的體積，即這樣的鏈路可容納多少個(gè)比特。 鏈路時(shí)延帶寬積又稱為以比特為單位的鏈路長(zhǎng)度。 5. 時(shí)延帶寬積 例：設(shè)某段鏈路的傳播時(shí)延為20 ms，帶寬10Mb/s，則時(shí)延帶寬積=20*10-3*10*106=2*105 bit， 即：若發(fā)送端連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，則在第一個(gè)比特即將到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，發(fā)送端已經(jīng)發(fā)送了2*105 bit數(shù)據(jù)，而這些比特都正在鏈路上向前移動(dòng)。 6. 往返時(shí)間RTT 往返時(shí)間RTT表示： 從發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送方收到來自接收方的確認(rèn)（接收方收到數(shù)據(jù)后便立即發(fā)送確認(rèn)），總共經(jīng)歷的時(shí)間。 7. 利用率 利用率由兩種： 信道利用率指出某信道有百分之幾的時(shí)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。 信道或網(wǎng)絡(luò)利用率過高會(huì)產(chǎn)生非常大的時(shí)延。 時(shí)延與網(wǎng)絡(luò)利用率的關(guān)系 根據(jù)排隊(duì)論的理論，當(dāng)某信道的利用率增大時(shí)，該信道引起的時(shí)延也就迅速增加。 若令 D0 表示網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)的時(shí)延，D 表示網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的時(shí)延，則在適當(dāng)?shù)募俣�條件下，可以用下面的簡(jiǎn)單公式表示 D 和 D0之間的關(guān)系： 1.6.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的非性能特征 費(fèi)用 質(zhì)量 標(biāo)準(zhǔn)化 可靠性 可擴(kuò)展性和可升級(jí)性 易于管理和維護(hù) 1.7 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。 開放系統(tǒng)互連參考模型（OSI/RM） 為了使不同體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都能互聯(lián)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織OSI提出了一個(gè)試圖使各種計(jì)算機(jī)在世界范圍內(nèi)互聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)框架，即開放系統(tǒng)互連參考模型OSI/RM，1983年形成了開放系統(tǒng)互聯(lián)基本參考模型的正式文件——ISO7498標(biāo)準(zhǔn)，即七層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)。 只要遵循 OSI 標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)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。 OSI/RM 在市場(chǎng)化方面 OSI 卻失敗了。 OSI 專家在完成 OSI 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)沒有商業(yè)驅(qū)動(dòng)力； OSI 協(xié)議實(shí)現(xiàn)起來過分復(fù)雜，運(yùn)行效率很低； OSI 標(biāo)準(zhǔn)制定周期太長(zhǎng)，因而使得按 OSI 標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的設(shè)備無法及時(shí)進(jìn)入市場(chǎng)； OSI 的層次劃分并也不太合理，有些功能在多個(gè)層次中重復(fù)出現(xiàn)。 兩種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 法律上的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) OSI 并沒有得到市場(chǎng)的認(rèn)可。 非國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) TCP/IP 現(xiàn)在獲得了最廣泛的應(yīng)用——事實(shí)上的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。 1.7.2 劃分層次的必要性 計(jì)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(shí)序的意思）。 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(network protocol)，簡(jiǎn)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 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要由以下三個(gè)要素組成： 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(dòng)作以及做出何種響應(yīng)。 同步 事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。 劃分層次的概念舉例 主機(jī) 1 向主機(jī) 2 通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送文件。 可以將要做的工作進(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(duì)方已做好接收和存儲(chǔ)文件的準(zhǔn)備。 雙方協(xié)調(diào)好一致的文件格式。 兩個(gè)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(gè)主機(jī)交換文件 再設(shè)計(jì)一個(gè)通信服務(wù)模塊 再設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入模塊 社會(huì)上存在的郵政系統(tǒng) 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。 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。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)(architecture)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)就是這個(gè)計(jì)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(shí)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(shí)現(xiàn)則是具體的，是真正在運(yùn)行的計(jì)算機(jī)硬件和軟件。 1.7.3 具有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu) OSI參考模型 1.7.3 具有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu) TCP/IP參考模型 1.7.3 具有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu) 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 layer) 物理層(physical layer) 主機(jī) 1 向主機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 主機(jī) 1 向主機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 主機(jī) 1 向主機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 主機(jī) 1 向主機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 主機(jī) 1 向主機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 主機(jī) 1 向主機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 應(yīng)用層(application layer) 主機(jī) 1 向主機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 主機(jī) 1 向主機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 主機(jī) 1 向主機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 主機(jī) 1 向主機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 主機(jī) 1 向主機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 主機(jī) 1 向主機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 主機(jī) 1 向主機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 主機(jī) 1 向主機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 主機(jī) 1 向主機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 主機(jī) 1 向主機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 主機(jī) 1 向主機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 主機(jī) 1 向主機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 主機(jī) 1 向主機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù) 1.7.4 相關(guān)術(shù)語 實(shí)體(entity) 表示 任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進(jìn)程。 協(xié)議是控制兩個(gè)對(duì)等實(shí)體進(jìn)行通信的規(guī)則的集合。 (如：所要交換信息的格式，發(fā)送者或接收者要完成什么操作，在何種條件下數(shù)據(jù)必須重傳或丟棄等。) 在協(xié)議的控制下，兩個(gè)對(duì)等實(shí)體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)。 要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下層所提供的服務(wù)。 相關(guān)術(shù)語（續(xù)） 本層的服務(wù)用戶只能看見服務(wù)而無法看見下面的協(xié)議。下面的協(xié)議對(duì)上面的服務(wù)用戶是透明的。 協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對(duì)等實(shí)體之間通信的規(guī)則。 服務(wù)是“垂直的”，即服務(wù)是由下層向上層通過層間接口提供的。上層使用下層的服務(wù)時(shí)必須向下層交換一些命令——服務(wù)原語。 同一系統(tǒng)相鄰兩層的實(shí)體進(jìn)行交互（交換信息）的地方，稱為服務(wù)訪問點(diǎn) SAP (Service Access Point)。 相關(guān)術(shù)語（續(xù)） 協(xié)議不但復(fù)雜且全面 協(xié)議必須把所有不利的條件事先都估計(jì)到，而不能假定一切都是正常的和非常理想的。 看一個(gè)計(jì)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(gè)協(xié)議能否應(yīng)付各種異常情況。 1.7.5 TCP/IP的體系結(jié)構(gòu) 沙漏計(jì)時(shí)器形狀的TCP/IP協(xié)議族 例2 客戶進(jìn)程通信 運(yùn)行多個(gè)服務(wù)器進(jìn)程LuO紅軟基地

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