1、你每天都上网吗？你每天都上网吗？谁是中国第一个上网的人？谁是中国第一个上网的人？ 1987年年9月月20日，钱天白先生通过国际互联网向前西德卡尔斯鲁厄大日，钱天白先生通过国际互联网向前西德卡尔斯鲁厄大学发出了中国第一封电子邮件学发出了中国第一封电子邮件穿越长城，走向世界穿越长城，走向世界 钱天白先生为我国互联网创始人。钱天白先生为我国互联网创始人。 1990年年11月月28日，他代表日，他代表CANET在美国的国际互联网中心正式注册在美国的国际互联网中心正式注册了中国的顶级域名了中国的顶级域名CN，他也成为顶级域名，他也成为顶级域名CN的行政管理者，标志着的行政管理者，标志着中国网络在国际上有
2、了自己的位置。中国网络在国际上有了自己的位置。 1998年年5月月8日，钱天白先生因心脏病，在北京辞世，英年日，钱天白先生因心脏病，在北京辞世，英年53岁。岁。前言前言网络与生活网络与生活 据法新社报道，联合国电信机构负责人哈马德图埃2011年1月26日发表声明称，截至2011年，全球互联网使用人数已突破20亿人。哈马德称，至2000年，全球移动电话用户约为5亿，互联网用户也仅有2.5亿。但此后，世界移动电话和互联网用户便如雨后春笋般迅速增长，至2011年，两者的数字已分别达到50亿和20亿。网络与生活网络与生活 中新网中新网2011年年1月月19日电日电 ：中国互联网络信息中心：中国互联网络
3、信息中心(CNNIC)发布了发布了第第27次中国互联网络发展状况统计报告次中国互联网络发展状况统计报告(以下简称以下简称报告报告)。报告报告显示，截至显示，截至2010年年12月底，月底，我国网民规模达到我国网民规模达到4.57亿，较亿，较2009年底增加年底增加7330万人。万人。 另外，我国手机网民规模达另外，我国手机网民规模达3.03亿，依然是拉动中国总亿，依然是拉动中国总体网民规模攀升的主要动力，但用户手机网民增幅较体网民规模攀升的主要动力，但用户手机网民增幅较2009年趋缓；最引人注目的是，网络购物用户年增长年趋缓；最引人注目的是，网络购物用户年增长48.6%，是用户增长最快的应用，
4、预示着更多的经济活动，是用户增长最快的应用，预示着更多的经济活动步入互联网时代。步入互联网时代。 网络与生活网络与生活 网页搜索和博客在网民中的普及网页搜索和博客在网民中的普及度最高，超过度最高，超过90%的网民使用这的网民使用这两种服务，相比其他网络服务优两种服务，相比其他网络服务优势明显。而由于初级网民数量的势明显。而由于初级网民数量的上升，网站导航服务用户数量快上升，网站导航服务用户数量快速增长，至速增长，至10年年3月覆盖人数上月覆盖人数上升至升至2.4亿人。艾瑞咨询分析认为，亿人。艾瑞咨询分析认为，由于互联网信息的庞大，搜索服由于互联网信息的庞大，搜索服务对网民的重要性日益突出。覆务
5、对网民的重要性日益突出。覆盖人数最多的八类网络应用中包盖人数最多的八类网络应用中包含了网页搜索、知识搜索两类搜含了网页搜索、知识搜索两类搜索服务。其他如百科搜索、视频索服务。其他如百科搜索、视频搜索等垂直搜索服务的用户数量搜索等垂直搜索服务的用户数量也快速增长。也快速增长。 网络与生活网络与生活 根据根据DCCI2009上半年调查数据显示：互联网用户上网接上半年调查数据显示：互联网用户上网接入方式以入方式以ADSL方式为主，占比近六成（方式为主，占比近六成（59.9%），），ADSL接入方式继续增多，与去年同期比较增长接入方式继续增多，与去年同期比较增长5个百分个百分点。其次是小区宽带，占比为
6、点。其次是小区宽带，占比为17.5%，电力上网作为新型，电力上网作为新型宽带接入技术，处于发展初期，占比仅为宽带接入技术，处于发展初期，占比仅为0.9%。整体看。整体看来，通过宽带上网的互联网用户达到来，通过宽带上网的互联网用户达到85.6%。较高的互联。较高的互联网接入带宽是许多互联网应用服务的先决条件，网络游戏、网接入带宽是许多互联网应用服务的先决条件，网络游戏、在线视频等都要求较高的互联网接入速度。随着基础硬件在线视频等都要求较高的互联网接入速度。随着基础硬件的不断提升，带宽费用的下降，互联网宽带用户的比例会的不断提升，带宽费用的下降，互联网宽带用户的比例会越来越高。越来越高。 农村市场
7、：引领下一波发展浪潮，中国政府一直致力于农农村市场：引领下一波发展浪潮，中国政府一直致力于农村地区经济的发展，以期刺激消费增长。虽然农村地区宽村地区经济的发展，以期刺激消费增长。虽然农村地区宽带普及率仍然很低，但网络覆盖范围是非常广泛的。带普及率仍然很低，但网络覆盖范围是非常广泛的。 中国互联网络信息中心中国互联网络信息中心(CNNIC)第第27次中国互联次中国互联网络发展状况统计报告网络发展状况统计报告内容特点：内容特点：网民规模突破网民规模突破4.5亿大关亿大关 上网设备呈多元化发展上网设备呈多元化发展固网宽带普及率接近全覆盖固网宽带普及率接近全覆盖 网速远低于全球水平网速远低于全球水平商
8、务应用持续商务应用持续“领跑领跑”网络网络 网络娱乐渐入平稳期网络娱乐渐入平稳期中小企业试水中小企业试水“网络营销网络营销” 基础网络安全不容忽基础网络安全不容忽视视移动互联网移动互联网 2009年年“3G元年元年”，是中国移动互联网发展的关键拐点。备受，是中国移动互联网发展的关键拐点。备受关注的移动互联网行业中蕴含着众多机会，一大批移动互联网的公司关注的移动互联网行业中蕴含着众多机会，一大批移动互联网的公司在在2009年崛起，同样，互联网巨头也大规模切入移动互联网。这一年崛起，同样，互联网巨头也大规模切入移动互联网。这一切都再向我们昭示：中国已经进入了切都再向我们昭示：中国已经进入了3G时代
9、。时代。 2009中国互联网大会（中国互联网大会（2009.11.4）其中最为引人关注的是）其中最为引人关注的是3G和移动和移动互联网将首次被纳入大会主题报告中。互联网将首次被纳入大会主题报告中。 2010中国北京互联网大会（中国北京互联网大会（8.17-8.19）：移动互联网处在爆发的前）：移动互联网处在爆发的前夜，宜搜夜，宜搜CEO汪溪预计，汪溪预计，2011年，移动互联网用户数将超过传统互年，移动互联网用户数将超过传统互联网用户数。易查董事长刘斌也发表观点认为，在今年和明年，移动联网用户数。易查董事长刘斌也发表观点认为，在今年和明年，移动终端数量会快速增长，明年或者后年内容会出现爆炸性增
10、长。终端数量会快速增长，明年或者后年内容会出现爆炸性增长。 中国互联网协会理事长胡启恒在中国互联网协会理事长胡启恒在2010中国互联网产业年会上表示，我国互联网产业年会上表示，我国互联网程序高速发展，网民规模进一步扩大达到互联网程序高速发展，网民规模进一步扩大达到4.5亿，亿，移动互联网移动互联网数目达到数目达到2.77亿，互联网普及率上升大亿，互联网普及率上升大33%，电子商务交易额达，电子商务交易额达4.5万亿元。万亿元。 在如今的移动互联网时代，一切都发生了变化。最明显的在如今的移动互联网时代，一切都发生了变化。最明显的就是，移动互联网产业格局已大不同于传统互联网。就是，移动互联网产业格
11、局已大不同于传统互联网。“无无论传统互联网上有多少服务，大部分还是要落地在一个很论传统互联网上有多少服务，大部分还是要落地在一个很大的联盟中，就是大的联盟中，就是Wintel联盟。这一联盟的存在，一方面联盟。这一联盟的存在，一方面促进了产业的标准化和规模化，另一方面也削弱了创新促进了产业的标准化和规模化，另一方面也削弱了创新性。性。”陈石表示，陈石表示，“反过来看移动互联网，我们发现很典反过来看移动互联网，我们发现很典型的多元化特征。这种多元化首先体现在移动互联网业有型的多元化特征。这种多元化首先体现在移动互联网业有四种力量相互抗衡：硬件制造商、运营商、软件提供商、四种力量相互抗衡：硬件制造商
12、、运营商、软件提供商、互联网内容和服务提供商。互联网内容和服务提供商。”是否感觉生活已经离不开网络？是否感觉生活已经离不开网络？想像一下没有网络的大学生活？想像一下没有网络的大学生活？网络也是一把双刃剑网络也是一把双刃剑网络与安全思考几个问题思考几个问题 什么是网络？什么是网络？ 网络为什么能准确地传递数据？网络为什么能准确地传递数据？ 如何传递这些数据、并且避免数据的丢失和错误？如何传递这些数据、并且避免数据的丢失和错误？ 谁在建设、运维这些网络？谁在建设、运维这些网络？ 这些网络又是如何进行设计和安装的？这些网络又是如何进行设计和安装的？ 除了网卡、网线、还需要什么别的设备？谁制造这些设备
13、？除了网卡、网线、还需要什么别的设备？谁制造这些设备？你以后打算从事网络行业么？你以后打算从事网络行业么？Cisco 的薪酬架构：的薪酬架构： 三部分构成：一部分为固定薪资，一部分是奖金，还有一部分是股三部分构成：一部分为固定薪资，一部分是奖金，还有一部分是股票。因为在中国不能实现股票支付，所以票。因为在中国不能实现股票支付，所以Cisco在中国根据一定的比在中国根据一定的比照方式用现金支付给员工。薪资的固定部分比奖金多，股票部分是最照方式用现金支付给员工。薪资的固定部分比奖金多，股票部分是最具诱惑的一部分，股票是按国际一致的标准，一年给员工兑现一次。具诱惑的一部分，股票是按国际一致的标准，一
14、年给员工兑现一次。 basepay*12+15%住房补贴住房补贴+8-10%bonus+少许股票少许股票=年薪年薪 应届应届硕士7500月月.第一年全收入近十万第一年全收入近十万.第二年收入第二年收入11万左右万左右.思科工思科工作五年的作五年的员工一般年收入为一般年收入为15万到万到17万左右万左右. 给大家一些参考值给大家一些参考值 ：本科本科3年有个测试的开了年有个测试的开了15w 硕士硕士2年基本在年基本在16-18w 硕士硕士3年基本在年基本在17w-20w 获得思科获得思科CCIE认证工程师的职业去向及工资水平认证工程师的职业去向及工资水平 华为薪酬：华为薪酬：2008参加校园招聘
15、进的华为，听说本科生是均价，税前参加校园招聘进的华为，听说本科生是均价，税前5500硕士硕士6500-8000，社招的也普遍不低于应届。，社招的也普遍不低于应届。 福利：华为的福利分两大类。福利：华为的福利分两大类。一是工卡里的钱，根据工作地域不同分一是工卡里的钱，根据工作地域不同分3类：工作地在深圳关外，类：工作地在深圳关外，1000每月；每月；工作地在国内其它地区，工作地在国内其它地区，800每月；工作地在海外没有。这笔钱每月打到工每月；工作地在海外没有。这笔钱每月打到工卡里，可用于购买班车票，在公司食堂就餐及在公司小卖部购物，不得取现。卡里，可用于购买班车票，在公司食堂就餐及在公司小卖部
16、购物，不得取现。但每年底高于一定数额的或离职时可以一次取现，不过要扣但每年底高于一定数额的或离职时可以一次取现，不过要扣20%的税。二是的税。二是每月基本工资每月基本工资15%的退休基金，不过也要扣的退休基金，不过也要扣20%的税。这两部分加起来税后的税。这两部分加起来税后每个人也基本在每个人也基本在1000多。多。 3、加班费。加班费主要看部门和领导。标准按、加班费。加班费主要看部门和领导。标准按你的基本月工资除以月法定工作日。分为一天和半天。研发和市场很少有，你的基本月工资除以月法定工作日。分为一天和半天。研发和市场很少有，除非是统一的为了干项目的强制加班。技术支援只有周末才算，平常晚上不
17、除非是统一的为了干项目的强制加班。技术支援只有周末才算，平常晚上不算。算。补助：出差补贴、市内出差误餐补贴、海外补贴（艰苦地区较高，有的地方以补助：出差补贴、市内出差误餐补贴、海外补贴（艰苦地区较高，有的地方以美元计）美元计）本课程教学目的本课程教学目的理解计算机网络理解计算机网络掌握计算机网络的体系结构掌握计算机网络的体系结构熟悉各层的主要协议、工作原理熟悉各层的主要协议、工作原理培养对计算机网络及数据通信的兴趣培养对计算机网络及数据通信的兴趣了解最新网络技术及发展动向了解最新网络技术及发展动向教学计划教学计划l 第一章第一章 概述概述 （6学时）学时）l 第二章第二章 物理层物理层 （8学
18、时）学时）l 第三章第三章 数据链路层数据链路层 （16学时）学时）l 第四章第四章 网络层网络层 （16学时）学时）l 第五章第五章 运输层运输层 （8学时）学时）l 第六章第六章 应用层协议应用层协议 （6学时）学时）l 第七章第七章 网络安全网络安全 （2学时）学时）l 机动机动 （2学时）学时） 第第 1 章章 概述概述1.1 计算机网络在信息时代中的作用计算机网络在信息时代中的作用 21 世纪的一些重要特征就是数字化、网络化和信息化，它世纪的一些重要特征就是数字化、网络化和信息化，它是一个以网络为核心的信息时代。是一个以网络为核心的信息时代。 网络已成为信息社会的命脉和发展知识经济的
19、重要基础。网络已成为信息社会的命脉和发展知识经济的重要基础。 网络是指网络是指“三网三网”，即电信网络、有线电视网络和计算机，即电信网络、有线电视网络和计算机网络。网络。 发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。1.2.1 计算机网络的产生背景计算机网络的产生背景 20 世纪世纪 60 年代美苏冷战时期的产物。年代美苏冷战时期的产物。 60 年代初，美国国防部领导的远景研究规划局年代初，美国国防部领导的远景研究规划局ARPA (Advanced Research Project Agency) 提出要研制一提出要研制一种生存性种生存性(survivabi
20、lity)很强的网络。很强的网络。 传统的电路交换传统的电路交换(circuit switching)的电信网有一个缺点：的电信网有一个缺点：正在通信的电路中有一个交换机或有一条链路被炸毁，正在通信的电路中有一个交换机或有一条链路被炸毁，则整个通信电路就要中断。则整个通信电路就要中断。 如要改用其他迂回电路，必须重新拨号建立连接。这将如要改用其他迂回电路，必须重新拨号建立连接。这将要延误一些时间。要延误一些时间。 1.2.2 三种数据交换方式三种数据交换方式u电路交换：电路交换：（传统电信网中的数据交换方式）（传统电信网中的数据交换方式）两部电话机只需要用一对电线就能够互相连接起来。两部电话机
21、只需要用一对电线就能够互相连接起来。 若若5 部电话机两两相连，需部电话机两两相连，需 10 对电线。对电线。事实上，事实上，N 部电话机两两相连，部电话机两两相连，需需 N(N 1)/2 对电线。对电线。当电话机的数量很大时，这种连接当电话机的数量很大时，这种连接方法需要的电线对的数量与电话机方法需要的电线对的数量与电话机数的平方成正比。数的平方成正比。 当电话机的数量增多时，就要使用交换机来完成全网的交换任务。当电话机的数量增多时，就要使用交换机来完成全网的交换任务。 交换机电路交换举例电路交换举例A 和和 B 通话经过四个交换机通话经过四个交换机通话在通话在 A 到到 B 的连接上进行的
22、连接上进行交换机交换机交换机交换机用户线用户线中继线中继线BDCA电路交换举例电路交换举例C 和和 D 通话只经过一个本地交换机通话只经过一个本地交换机通话在通话在 C 到到 D 的连接上进行的连接上进行交换机交换机交换机交换机用户线用户线中继线中继线BDCA“交换交换”的含义的含义在这里，在这里，“交换交换”(switching)的含义就是转接。的含义就是转接。把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起来。把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起来。从通信资源的分配角度来看，从通信资源的分配角度来看，“交换交换”就是按照某种方式动就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。态地分配传输线
23、路的资源。 电路交换的三个阶段：电路交换的三个阶段： 建立连接建立连接 通信通信 释放连接释放连接 这种经过上述三个步骤的连接方式称为这种经过上述三个步骤的连接方式称为“面向连接面向连接”（connection-oriented）电路交换的本质特点不适合计算机网络，为什么？电路交换的本质特点不适合计算机网络，为什么？ 计算机数据具有突发性。计算机数据具有突发性。 这导致通信线路的利用率很低。这导致通信线路的利用率很低。 铺设的通信线路未被充分利用而浪费。铺设的通信线路未被充分利用而浪费。分组交换分组交换报文u分组交换分组交换 是一种存储转发技术，主要特点：是一种存储转发技术，主要特点： 在发送
24、端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。据段。 1101000110101010110101011100010011010010假定这个报文较长不便于传输数 据数 据数 据报文添加首部构成分组添加首部构成分组每一个数据段前面添加上首部构成分组。每一个数据段前面添加上首部构成分组。首部首部首部分组 1分组 2分组 3分组交换的传输单元分组交换的传输单元分组交换网以分组交换网以“分组分组”作为数据传输单元。作为数据传输单元。依次把各分组发送到接收端（假定接收端在左边）。依次把各分组发送到接收端（假定接收端在左边）。数 据首部分组 1数 据
25、首部分组 2数 据首部分组 3分组首部的重要性分组首部的重要性 每一个分组的首部都含有地址等控制信息。每一个分组的首部都含有地址等控制信息。 分组交换网中的结点交换机根据收到的分组的首部中的地址分组交换网中的结点交换机根据收到的分组的首部中的地址信息，把分组转发到下一个结点交换机。信息，把分组转发到下一个结点交换机。 用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。 接收端收到分组后剥去首部还原成报文。接收端收到分组后剥去首部还原成报文。数 据首部分组 1数 据首部分组 2数 据首部分组 3收到的数据数 据数 据数 据 最后，在接收端把收到的
26、数据恢复成为原来的报文。最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的报文。 这里我们假定分组在传输过程中没有出现差错，在转这里我们假定分组在传输过程中没有出现差错，在转发时也没有被丢弃。发时也没有被丢弃。报文1101000110101010110101011100010011010010 分组交换的特征是基于标记（分组交换的特征是基于标记（lable-based），分组交换），分组交换在传送连接之前不需要先建立一条通信线路。在传送连接之前不需要先建立一条通信线路。 这种不先建立连接的连网方式，称为无连接这种不先建立连接的连网方式，称为无连接（connectionless） 分组交换机网由若干个节点
27、交换机（分组交换机网由若干个节点交换机（node switch）和连）和连接这些接这些swtich的链路组成。的链路组成。分组交换网的示意分组交换网的示意H1A互联网BDECH5H6H4H2H3H1 向 H5 发送分组H2 向 H6 发送分组注意分组路径的变化！路由器主机分组存储转发过程H1A互联网BDECH5H6H4H2H3H1 向 H5 发送分组路由器主机在节点交换机 E 暂存查找转发表找到转发的端口最后到达目的主机 H5在在节点交换机节点交换机 C 暂存暂存查找转发表查找转发表找到转发的端口找到转发的端口在节点交换机 A 暂存查找转发表找到转发的端口报文交换报文交换u报文交换（报文交换（
28、message switching）也是一种存储转发的方式，对所传的消息形成一也是一种存储转发的方式，对所传的消息形成一个个“报文报文”，对报文不分段。，对报文不分段。整个报文传到相邻节点，全部存储起来再查找转整个报文传到相邻节点，全部存储起来再查找转发表，转发到下一站点。发表，转发到下一站点。从所传消息大小来说，一般报文大小是不固定，从所传消息大小来说，一般报文大小是不固定，而每个分组的大小是固定的。（而每个分组的大小是固定的。（不是区分分组与报不是区分分组与报文转发方式的依据文转发方式的依据）三种交换的比较三种交换的比较 P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4报文报文报文A B C D
29、A B C DA B C D报文交换电路交换分组交换t连接建立数据传送报文P2P1连接释放数据传送的特点比特流直达终点报文报文报文分组 分组 分组存储存储转发转发存储存储转发转发存储存储转发转发存储存储转发转发1.2.3 因特网概述因特网概述 网络把许多计算机连接在一起。网络把许多计算机连接在一起。 因特网则把许多网络连接在一起，是因特网则把许多网络连接在一起，是“网络的网网络的网络络”(network of networks) 起源于美国的因特网现已发展成为世界上最大的国际性计起源于美国的因特网现已发展成为世界上最大的国际性计算机互联网算机互联网 网络网络(network)由若干结点由若干结
30、点(node)和连接这些结点的链路和连接这些结点的链路(link)组成。组成。 连接在因特网上的计算机都称为主机连接在因特网上的计算机都称为主机(host)。 internet 和和 Internet 的区别（的区别（以以 i 开始的开始的 internet（互联网或（互联网或互连网）是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。互连网）是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。以以I开始的开始的 Internet（因特网）则是一个专用名词，它指当前全球最大（因特网）则是一个专用名词，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的、开放的、由众多网络相
31、互连接而成的特定计算机网络）(a)(b)网络互联网（网络的网络）结点链路因特网发展的三个阶段（因特网发展的三个阶段（P4） 第一阶段是从单个网络第一阶段是从单个网络 ARPANET 向互联网发展的过程。向互联网发展的过程。 1983 年年 TCP/IP 协议成为协议成为 ARPANET 上的标准协议，人上的标准协议，人们把们把 1983 年作为因特网的诞生时间。年作为因特网的诞生时间。 第二阶段的特点是建成了三级结构的因特网。第二阶段的特点是建成了三级结构的因特网。 三级计算三级计算机网络，分为主干网、地区网和校园网（或企业网）。机网络，分为主干网、地区网和校园网（或企业网）。 第三阶段的特点
32、是逐渐形成了多层次第三阶段的特点是逐渐形成了多层次 ISP 结构的因特网。结构的因特网。出现了因特网服务提供者出现了因特网服务提供者 ISP (Internet Service Provider)。1.2.5 计算机网络在我国的发展计算机网络在我国的发展见书见书P15，1.4小节小节1.3 计算机网络定义与分类计算机网络定义与分类1.3.1 计算机网络的定义计算机网络的定义计算机网络计算机网络（Network）是将处在）是将处在不同地理位置不同地理位置且且相互独相互独立立的的计算机或设备计算机或设备，通过，通过通信介质通信介质和和网络设备网络设备按照特定的按照特定的网络协议网络协议相互连接起来
33、，利用相互连接起来，利用网络操作系统网络操作系统进行管理和控进行管理和控制。从而实现制。从而实现信息传输和资源共享信息传输和资源共享的一种信息系统。的一种信息系统。定义的要点：定义的要点：v各计算机之间是独立的；各计算机之间是独立的；v在协议在协议 ( Protocol ) ( Protocol ) 的支持下进行工作；的支持下进行工作；v目的是实现资源共享；目的是实现资源共享；v互连的手段是各种各样的。可以是有线连接，也可以互连的手段是各种各样的。可以是有线连接，也可以是无线连接。是无线连接。1.3.2 计算机网络的分类计算机网络的分类标准不同，分类名字则不同，一般按以下方式来分标准不同，分类
34、名字则不同，一般按以下方式来分u不同的交换方式（电路、报文、分组、混合）不同的交换方式（电路、报文、分组、混合）u不同作用范围（局域网、城域网、广域网、接入网）不同作用范围（局域网、城域网、广域网、接入网）u不同的网络拓扑结构（组成形式）（总线、星型、树不同的网络拓扑结构（组成形式）（总线、星型、树形、网状型）形、网状型）u不同的网络使用者（公用网、专用网）不同的网络使用者（公用网、专用网）1.4 .1计算机网络的性能指标计算机网络的性能指标1. 速率速率比特（比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。用的信息量的单位。bit
35、 来源于来源于 binary digit，意思是一个，意思是一个“二进制数字二进制数字”，因此一个比特就是二进制数字中的一个因此一个比特就是二进制数字中的一个 1 或或 0。速率即数据率速率即数据率(data rate)或比特率或比特率(bit rate)是计算机网络是计算机网络中最重要的一个性能指标。速率的单位是中最重要的一个性能指标。速率的单位是 b/s，或，或kb/s, Mb/s, Gb/s 等等速率往往是指额定速率或标称速率。速率往往是指额定速率或标称速率。 思考：思考：KB/S与与kb/S有无区别？有无区别？ 带宽带宽“带宽带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带本来是指信
36、号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。现在现在“带宽带宽”是数字信道所能传送的是数字信道所能传送的“最高最高数据率数据率”的同义语，单位是的同义语，单位是“比特每秒比特每秒”，或或 b/s (bit/s)。 常用的带宽单位常用的带宽单位更常用的带宽单位是更常用的带宽单位是千比每秒，即千比每秒，即 kb/s （103 b/s）兆比每秒，即兆比每秒，即 Mb/s（106 b/s）吉比每秒，即吉比每秒，即 Gb/s（109 b/s）太比每秒，即太比每秒，即 Tb/s（1012 b/s）请注意：在计算机世界中，请注意：在计算机世界中，K = 210
37、 = 1024 M = 220, G = 230, T = 240。数字信号流随时间的变化数字信号流随时间的变化在时间轴上信号的宽度随带宽的增大而变窄。在时间轴上信号的宽度随带宽的增大而变窄。 每秒 106 个比特时间1 0 1 0 1 11 s带宽为1 Mb/s 时间每秒 4 106 个比特0.25 s带宽为4 Mb/s 3. 吞吐量吞吐量吞吐量吞吐量(throughput)表示在单位时间内通过某表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。吞吐量更个网络（或信道、接口）的数据量。吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量，经常地用于对现实世界中的网络的一种测量，以便知道实际上到
38、底有多少数据量能够通过网以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的络。吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。限制。 4. 时延(delay 或 latency)传输时延（发送时延传输时延（发送时延 ） ： 发送数据时，数据块从结点发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。进入到传输媒体所需要的时间。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。一个比特发送完毕所需的时间。 发送时延 = 数据块长度（比特）信道带宽（比特/秒）时延(delay 或 latency)传播
39、时延传播时延 ：电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费：电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。的时间。 信号传输速率（即发送速率）和信号在信道上的传播速信号传输速率（即发送速率）和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。率是完全不同的概念。 传播时延 = 信道长度（米）信号在信道上的传播速率（米/秒）处理时延处理时延 ：交换结点为存储转发而进行一些必要：交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。的处理所花费的时间。排队时延排队时延 ：结点缓存队列中分组排队所经历的时：结点缓存队列中分组排队所经历的时延。延。排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。排队时延的长短往往取决于网
40、络中当时的通信量。时延(delay 或 latency)数据经历的总时延就是发送时延、传播时延、处理时延数据经历的总时延就是发送时延、传播时延、处理时延和排队时延之和：和排队时延之和： 总时延 = 发送时延+传播时延+处理时延+排队时延四种时延所产生的地方四种时延所产生的地方 1 0 1 1 0 0 1发送器队列在链路上产生传播时延结点 B结点 A在发送器产生传输时延(即发送时延)在结点 A 中产生处理时延和排队时延数据从结点 A 向结点 B 发送数据链路容易产生的错误概念容易产生的错误概念 不同的情况下，那一种时延占主导地位，需要具体分不同的情况下，那一种时延占主导地位，需要具体分析，参见教
41、科书析，参见教科书P20 对于高速网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速对于高速网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。率而不是比特在链路上的传播速率。 提高链路带宽减小了数据的发送时延。提高链路带宽减小了数据的发送时延。 例例1 若需要传送报文共若需要传送报文共x（bit），从源点到终点共经），从源点到终点共经过过k段链路，每段链路的传播时延为段链路，每段链路的传播时延为d（s），数），数据率为据率为b（b/s）。在电路交换时电路建立时间为）。在电路交换时电路建立时间为s(s)，在分组交换时分组长度为，在分组交换时分组长度为p(bit)，且各节点，且各节点的排队
42、等候时间可以忽略不计，问在怎样的条件的排队等候时间可以忽略不计，问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？下，分组交换的时延比电路交换的要小？例例2在上题中，设报文长度和分组长度为在上题中，设报文长度和分组长度为x和和(p+h)(bit)，其中其中p为分组的固定长度，为分组的固定长度，h为分组的首部长度，为分组的首部长度，与与p的大小无关，通信经过的大小无关，通信经过k段链路，链路数据率段链路，链路数据率为为b(b/s)，忽略传播时延和排队时延，若打算使，忽略传播时延和排队时延，若打算使总时延最小，问分组数据部分长度总时延最小，问分组数据部分长度p应如何取值？应如何取值？5. 时延带宽
43、积（传播）时延链路带宽时延带宽积 = 传播时延 带宽链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。 时延带宽积例3 假设信号在媒体上的传播速率为假设信号在媒体上的传播速率为2.3x108m/s，媒体长度为，媒体长度为100km，计算当数据率为，计算当数据率为1Mb/S时媒体中正在传送的比特时媒体中正在传送的比特数？数？6. 利用率利用率 信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）。完全空闲的信道的利用率是零。（有数据通过）。完全空闲的信道的利用率是零。 通俗讲信道利用率是信道的占用程度
44、通俗讲信道利用率是信道的占用程度 网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。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。信道利用率并非越高越好。 信道利用率 = 数据发送时间 数据发送时间+传播时延（往返） 从用户的角度考虑问题，信道利用率越低越好。在这种情从用户的角度考虑问题，信道利用率越低越好。在这种情况下，用户什么时候想使用就可以使用，不会遇到信道太况下，用户什么时候想使用就可以使用，不会遇到信道太忙无法使用的情况。用户使用公用的通信信道是随机使用忙无法使用的情况。用户使用公用的通信信道是随机使用的，如果在某个时间，使用信道的人数太多，信道就可能的，如果在
45、某个时间，使用信道的人数太多，信道就可能处于繁忙状态，这时，有的用户就无法使用这样的信处于繁忙状态，这时，有的用户就无法使用这样的信道。道。 电信公司总是希望他们所建造的通信信道的利用率要高一电信公司总是希望他们所建造的通信信道的利用率要高一些，越高越好。些，越高越好。 信道的平均利用率应当多大才合适呢？这并没有什么标准。信道的平均利用率应当多大才合适呢？这并没有什么标准。有些有些ISP把信道的平均利用率设为把信道的平均利用率设为50%，也有的为了省钱，也有的为了省钱，设为设为80%。但一般都认为，把信道的平均利用率设为。但一般都认为，把信道的平均利用率设为90%肯定是不行的。肯定是不行的。
46、时延与网络利用率的关系时延与网络利用率的关系根据排队论的理论，当某信道的利用率增大时，该信道根据排队论的理论，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。引起的时延也就迅速增加。 若令若令 D0 表示网络空闲时的时延，表示网络空闲时的时延，D 表示网络当前的时表示网络当前的时延，则在适当的假定条件下，可以用下面的简单公式表延，则在适当的假定条件下，可以用下面的简单公式表示示 D 和和 D0之间的关系：之间的关系： UDD10U 是网络的利用率，数值在 0 到 1 之间。 时延 D利用率 U10D0时延急剧增大1.4.2 计算机网络的非性能特征计算机网络的非性能特征 费用费用质量质量标
47、准化标准化可靠性可靠性可扩展性和可升级性可扩展性和可升级性 易于管理和维护易于管理和维护 1.5 .1 网络体系结构的形成网络体系结构的形成 相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行，而相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行，而这种这种“协调协调”是相当复杂的。比如，可以设想一个简单是相当复杂的。比如，可以设想一个简单的情况，的情况，2台计算机之间要互相传递文件：台计算机之间要互相传递文件： 显然，首先显然，首先2台计算机必须有物理线路相连。台计算机必须有物理线路相连。 发起通信的计算机必须首先要知道数据是否能在这条通发起通信的计算机必须首先要知道数据是否能在这条通路上发送和接受，即
48、对通信线路路上发送和接受，即对通信线路“激活激活” 要告诉网络如何识别接受数据的计算机要告诉网络如何识别接受数据的计算机 发起通信的计算机必须知道对方计算机是否已经准备好发起通信的计算机必须知道对方计算机是否已经准备好接受数据接受数据两个主机交换文件两个主机交换文件 我们可以将要做的工作进行如下的划分。我们可以将要做的工作进行如下的划分。 第一类工作与传送文件直接有关。第一类工作与传送文件直接有关。 确信对方已做好接收和存储文件的准备。确信对方已做好接收和存储文件的准备。 双方协调好一致的文件格式。双方协调好一致的文件格式。两个主机将文件传送模块作为最高的一层两个主机将文件传送模块作为最高的一
49、层 。剩下的工作。剩下的工作由下面的模块负责。由下面的模块负责。 再设立一个通信模块，用来保证文件和文件传送的命再设立一个通信模块，用来保证文件和文件传送的命令可靠地在两个系统之间交换令可靠地在两个系统之间交换两个主机交换文件两个主机交换文件 文件传送模块主机 1主机 2文件传送模块只看这两个文件传送模块好像文件及文件传送命令是按照水平方向的虚线传送的把文件交给下层模块进行发送把收到的文件交给上层模块再设计一个通信服务模块再设计一个通信服务模块 文件传送模块主机 1主机 2文件传送模块只看这两个通信服务模块好像可直接把文件可靠地传送到对方把文件交给下层模块进行发送把收到的文件交给上层模块通信服
50、务模块通信服务模块再设计一个网络接入模块再设计一个网络接入模块 文件传送模块主机 1主机 2文件传送模块通信服务模块通信服务模块网络接入模块网络接入模块通信网络网络接口网络接口网络接入模块负责做与网络接口细节有关的工作网络接入模块负责做与网络接口细节有关的工作例如，规定传输的帧格式，帧的最大长度等。例如，规定传输的帧格式，帧的最大长度等。分层思想分层思想由上可见，相互通信的计算机系统必须高度地协由上可见，相互通信的计算机系统必须高度地协调工作才行，而这种协调是相当复杂的。调工作才行，而这种协调是相当复杂的。为设计这样复杂的网络系统，早在最初的为设计这样复杂的网络系统，早在最初的ARPNET设计
