计算机网络的定义
计算机网络并没有一个统一的定义,不同阶段是有不同的定义。
最简单的定义:计算机网络是一些互联的,自治的计算机集合。互联:指计算机之间可以通过有线或无线的方式进行数据通信;自治指的是独立的计算机,他们有自己的硬件和软件,可以独立运行。计算机的集合是指:至少需要两台以上的计算机。
现代定义:由一些通用的,可编程的硬件互联而成,这些硬件并非为了实现某个特定目的。其用来传送多种不同类型的数据,并能支持广泛的和日益增长的应用。
计算机的分类:
按交换方式交换:报文,电路,分组。
按使用者分类: 公用网,专用网。
按传输介质分类:有线网和无线网。
按覆盖范围分为:WAN(广域网),LAN(局域网),MAN(城域网),PAN(个域网)
广域网往往可以覆盖一个国家,局域网一般覆盖一个学校,或宿舍。个域网往往是个人工作的范围(如个人热点)
按拓扑结构分类:
总线型:总线任意一处出现问题,则全网瘫痪。
星型:每个计算机都直接与中央设备相连
环形:
网型:
这是四种基础的网络结构,他们可以连接成更复杂的网络。
计算机网络的性能指标
速率:
首先介绍bit(比特,b)是计算机数据量的基本单位,一个比特就算二进制中的一个0或1.
数据量的常用单位是byte(字节,B,1B=8b),千字节(KB) $2^10$ B。
速率是指每秒传送多少个比特。基本单位是bit/s。1Kb/s = 1000b/s。
带宽:
计算机网络中的带宽和模拟系统中的带宽不同,其指的是单位时间内,从网络中的某一点到另一点,所能通过的最高数据率,单位与速率相同。线路的带宽越大,速率越高。
数据传送速率 = min{主机接口速率,带宽,路由器接口速率}。
吞吐量:
单位时间内通过某个网络或接口的实际数据量。常用于测量多少数据量通过了网络。
时延:
时延指的是一个网络节点传送的另一个网络节点所花费的时间,即接收方和发送方数据交互所用的时间,时延由以下几部分构成。
1:发送时延 (分组长度(b)/发送速率(b/s))指的是源主机将数据分组发送出去的时延
2:传播时延(信道长度(m)/信号传播速率(m/s))指定是信号在介质中传播的时间
3:排队时延(分组往往要经过多个路由器转发,而且要排队所产生的时延)很难计算
4:分组时延(检查分组是否误码,找对应的目的地址,安排接口等)很难用公式计算
提问:既然有发送时延,那么目的主机接收就没有时延了吗?
在主机接收分组时,分组信号也在链路上传播,这两者是同时进行的,如果都算的话,就会导致重复计算。
提问:为什么选择光纤通信,他的速度低于自由空间和光纤
因为光纤的带宽更大,单位时间内可传送更多比特。
发送一组数据时的情况:
发送两个分组数据时:
发送多组数据时:
请看下面一道题:
时延带宽积: 传播时延与带宽的乘积
其物理意义为:把信号发射端和接收端之间的路线看成是干掉的河。那么我从入河口放水,当我放的第一滴水到了终点之后,我就已经放了带宽×传播时延滴水。1滴水为1bit。
往返时间:
在许多情况下,因特网上的消息是双向交互。往返时间是从源主机发出信号,到源主机收到目的主机确定接收到信号的信息为止。
利用率:
信道利用率:用来表示信道有百分之几的时间是被利用的。利用率并非越高越好(排队论的知识),一般要控制在百分之五十左右。
丢包率:
在一定时间范围内,丢失的分组数量与总分组数量的比例。(1.分组在传播过程中遇到误码。2.分组达到一台队列已满的分组交换机是被丢弃)
丢包率反映了网络的拥挤度。