第2讲计算机网络概述2

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,-46,1,计算机网络概述（二）,2,-46,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,3,-46,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),。,4,-46,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。,5,-46,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互相连接起来。,6,-46,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。,7,-46,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,8,-46,“,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。,9,-46,电路交换的特点,电路交换必定是,面向连接,的。,电路交换的三个阶段：,建立连接,通信,释放连接,10,-46,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,B,D,C,A,11,-46,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,B,D,C,A,12,-46,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。,13,-46,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,。,1101000110101010110101011100010011010010,假定这个报文较长,不便于传输,14,-46,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,”,15,-46,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,3,16,-46,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,最终目的地,。,17,-46,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,18,-46,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,1101000110101010110101011100010011010010,19,-46,数 据,数 据,数 据,分组交换,在发送端,把要发送的报文分隔为较短的数据块,每个块增加带有控制信息的首部构成分组（包）,依次把各分组发送到接收端,接收端剥去首部，抽出数据部分，还原成报文,数 据,分组,11010011101,00101001110,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,11010011101,00101001110,20,-46,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,A,B,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,21,-46,H,1,H,5,H,2,H,4,H,3,H,6,路由器,网络,网络核心部分,主机,22,-46,H,1,H,5,H,2,H,4,H,3,H,6,发送的,分组,路由器,A,E,D,B,C,网络核心部分,主机,23,-46,分组交换网的示意图,H,1,A,互联网,B,D,E,C,H,5,H,6,H,4,H,2,H,3,H,1,向,H,5,发送分组,H,2,向,H,6,发送分组,注意分组路径的变化！,路由器,主机,24,-46,注意分组的,存储转发,过程,H,1,A,互联网,B,D,E,C,H,5,H,6,H,4,H,2,H,3,H,1,向,H,5,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,H,5,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,25,-46,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。,26,-46,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。,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。,27,-46,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。,28,-46,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”。,29,-46,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),30,-46,“,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 M,，实际上是,10 Mb/s,。,这里的,M,是,10,6,。,计算机网络的带宽,31,-46,常用的带宽单位,更常用的带宽单位是,千比每秒，即,kb/s,（,10,3,b/s,）,兆比每秒，即,Mb/s,（,10,6,b/s,）,吉比每秒，即,Gb/s,（,10,9,b/s,）,太比每秒，即,Tb/s,（,10,12,b/s,）,请注意：在计算机界，,K=2,10,=1024,M=2,20,G=2,30,T=2,40,。,32,-46,什么是宽带？,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。,33,-46,对宽带传输的错误概念,有些人愿意用,“,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。,34,-46,A,B,A,B,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,35,-46,A,B,A,B,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,36,-46,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,37,-46,另一种错误概念,“,宽带,”,相当于,“,多车道,”,多车道公路是并行传输,100101110100100111010001011010,通信线路上通常都是串行传输,(,但,ADSL,是例外的）,38,-46,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。,39,-46,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,）,40,-46,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,）,41,-46,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,-8,s,，则该网络的数据传输速率为,A,）,10Mbps,B,）,1Gbps,C,）,100Mbps,D,）,10Gbps,42,-46,（,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,43,-46,（,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,44,-46,（,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,45,-46,（,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。,46,-46,Thank You!,