1、计算机网络概述（二）第1页，共46页。本节要点分组交换的主要特点存储转发的含义计算机网络的分类带宽与宽带的含义两种速率2第2页，共46页。因特网的核心部分网络核心部分是因特网中最复杂的部分。网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信（即传送或接收各种形式的数据）。在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)。3第3页，共46页。路由器的重要任务路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。4第4页，共46页。电路交换的主要特点两部电话机只需要用一对电线就能够
2、互相连接起来。5第5页，共46页。更多的电话机互相连通5 部电话机两两相连，需 10 对电线。N 部电话机两两相连，需 N(N 1)/2 对电线。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数的平方成正比。6第6页，共46页。使用交换机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7第7页，共46页。“交换”的含义在这里，“交换”(switching)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。从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。8第8页，共46页。电路交换的特点电路交换必定是面向连接的。电路交换的三个
3、阶段：建立连接通信释放连接9第9页，共46页。电路交换举例A 和 B 通话经过四个交换机通话在 A 到 B 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BDCA10第10页，共46页。电路交换举例C 和 D 通话只经过一个本地交换机通话在 C 到 D 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BDCA11第11页，共46页。电路交换传送计算机数据效率低计算机数据具有突发性。这导致通信线路的利用率很低。12第12页，共46页。报文分组交换的主要特点 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。11010001101010101101010111000
4、10011010010假定这个报文较长不便于传输13第13页，共46页。数 据数 据数 据报文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。首部首部首部分组 1分组 2分组 3请注意：现在左边是“前面”14第14页，共46页。分组交换的传输单元分组交换网以“分组”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）。数 据首部分组 1数 据首部分组 2数 据首部分组 315第15页，共46页。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。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。用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的
5、地。16第16页，共46页。收到分组后剥去首部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17第17页，共46页。数 据数 据数 据最后还原成原来的报文最后，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，在转发时也没有被丢弃。报文110100011010101011010101110001001101001018第18页，共46页。数 据数 据数 据F 在发送端把要发送的报文分隔为较短的数据块F 每个块增加带有控制信息的首部构成分组（包）F 依次把各分组发送到接收端F 接收端剥去首部，抽出数据部分，还原
6、成报文数 据分组报文发送端首部分组数 据首部分组首部数 据发送发送发送在前发送接收端数 据首部数 据首部数 据首部19第19页，共46页。分组从 A 传送到 B 的过程网络网络网络网络网络网络网络路由器路由器路由器路由器路由器路由器AB查找路由表目 的 地 下一跳路由器查找路由表目 的 地 下一跳路由器查找路由表目 的 地 下一跳路由器这就是基于存储转发的分组交换20第20页，共46页。H1H5H2H4H3H6路由器网络网络核心部分主机21第21页，共46页。H1H5H2H4H3H6发送的分组路由器AEDBC网络核心部分主机22第22页，共46页。分组交换网的示意图H1A互联网BDECH5H6
7、H4H2H3H1 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23第23页，共46页。注意分组的存储转发过程H1A互联网BDECH5H6H4H2H3H1 向 H5 发送分组路由器主机在路由器 E 暂存查找转发表找到转发的端口最后到达目的主机 H5在路由器 C 暂存查找转发表找到转发的端口在路由器 A 暂存查找转发表找到转发的端口24第24页，共46页。主机和路由器的作用不同主机是为用户进行信息处理的，并向网络发送分组，从网络接收分组。路由器对分组进行存储转发，最后把分组交付目的主机。25第25页，共46页。分组交换的优点高效 动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。
8、灵活 以分组为传送单位和查找路由。迅速 不必先建立连接就能向其他主机发送分组。可靠 保证可靠性的网络协议；分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性。26第26页，共46页。新型网络的基本特点网络用于计算机之间的数据传送，而不是为了打电话。网络能够连接不同类型的计算机，不局限于单一类型的计算机。所有的网络结点都同等重要，因而大大提高网络的生存性。计算机在进行通信时，必须有冗余的路由。网络的结构应当尽可能地简单，同时还能够非常可靠地传送数据。27第27页，共46页。计算机网络的定义最简单的定义：计算机网络是一些互相连接的、自治的计算机的集合。因特网(Internet)是“网络的网络”。28第28页
9、，共46页。计算机网络的分类 不同作用范围的网络 广域网 WAN(Wide Area Network)局域网 LAN(Local Area Network)城域网 MAN(Metropolitan Area Network)网络的使用者进行分类 公用网(public network)专用网(private network)29第29页，共46页。“带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。计算机网络的带宽是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或 b/s(bit/s)。描述带宽也常常把“比特/秒”省略。例如，带宽是 10
10、M，实际上是 10 Mb/s。这里的 M 是 106。计算机网络的带宽30第30页，共46页。常用的带宽单位更常用的带宽单位是千比每秒，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）请注意：在计算机界，K=210=1024 M=220,G=230,T=240。31第31页，共46页。什么是宽带？宽带线路：可通过较高数据率的线路。宽带是相对的概念，并没有绝对的标准。在目前，对于用户接入到因特网的用户线来说，每秒传送几个兆比特就可以算是宽带速率。32第32页，共46页。对宽带传输的错误概念有些
11、人愿意用“汽车在公路上跑”来比喻“比特在网络上传输”，认为宽带传输的好处就是传输更快，好比汽车在高速公路上可以跑得更快一样。对于这种比喻一定要谨慎对待。宽带传输的正确认识：计算机向网络发送比特的速率较高。33第33页，共46页。ABAB宽带线路窄带线路在宽带线路上比特传播得快 在窄带线路上比特传播得慢 错误的概念34第34页，共46页。宽带线路窄带线路宽带线路：每秒有更多比特从计算机 注入到线路。宽带线路和窄带线路上比特的传播速率是一样的。正确的概念35第35页，共46页。比喻：汽车运货宽带线路窄带线路宽带和窄带线路：车速一样宽带线路：车距缩短36第36页，共46页。另一种错误概念“宽带”相当
12、于“多车道”10010111010010011101000101101037第37页，共46页。网络中的两种不同速率信号在信道上的传播速率：信号（即电磁波）在传输媒体上的传播速率（米/秒，或公里/秒）。信号传输速率：即数据率(data rate)或比特率(bit rate)，计算机向网络发送比特的速率（比特/秒）。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的单位。单位是 b/s，或kb/s,Mb/s,Gb/s 等。38第38页，共46页。传输时延传输时延（发送时延）发送数据时，数据块从结点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，到该帧的最后一个比特发
13、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）39第39页，共46页。传播时延传播时延 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）40第40页，共46页。相关三级网络技术部分真题（2009.3）如果网络结点传输10bit数据需要110-8s，则该网络的数据传输速率为A）10MbpsB）1GbpsC）100MbpsD）10Gbps41第41页，共46页。（2010.3）如果数据传输速率为 1Gbps，那么发送 12.5Mbyte 数据需要用 A）0.01s B）0.1s C）1s D）10s 42第42页，共46页。（2010.3）关于计算机网络的描述中，错误的是 A）计算机网络的基本特征是网络资源共享 B）计算机网络是联网的自治计算机的集合 C）联网计算机通信需遵循共同的网络协议 D）联网计算机之间需要有明确的主从关系43第43页，共46页。（2009.9）在IP数据分片后，通常负责IP数据报重组的设备是A）分片途径的路由器B）源主机C）分片途径的交换机D）目的主机44第44页，共46页。（2009.9）按照网络覆盖范围分类，城域网用于实现几十公里范围内大量局域网的互联。45第45页，共46页。46第46页，共46页。
