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計算機網(wǎng)絡(luò)概述（三）
計算機網(wǎng)絡(luò)概述（一）

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議規(guī)定了通信雙方具體的通信規(guī)則，包括消息的傳遞細(xì)節(jié)。

協(xié)議的三要素：語法、語義、同步
語義：對構(gòu)成協(xié)議元素的含義的解釋，即“講什么”。
語法：數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式，即“怎么講”。
同步：規(guī)定了事件的執(zhí)行順序。

交換的概念和分類

概念：網(wǎng)絡(luò)中間結(jié)點按照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路的資源，從輸入鏈路選擇連通到輸出鏈路的過程稱為交換。
分類：電路交換技術(shù)、分組交換技術(shù)、報文交換技術(shù)

電路交換技術(shù)

特性
1）提供面向連接的服務(wù)（撥號建立連接，通信，掛機釋放連接）
電路交換最典型的例子就是打電話，當(dāng)打電話時，別人無法打進(jìn)同一個電話，資源獨占。
每次打電話時首先要撥號建立連接，打完電話需要掛機釋放連接，屬于面向連接的服務(wù)。
2）資源獨占，價格高
3）通信可靠性高

分組交換技術(shù)

核心思想：
分組：將需要傳輸?shù)妮^大的文件或報文分成多個小的包（分組）。
存儲轉(zhuǎn)發(fā)：分組交換機（路由器）收到分組，存儲到緩存中，排隊等待處理，最后選擇輸出鏈路轉(zhuǎn)發(fā)。
資源共享：由于存儲轉(zhuǎn)發(fā)使得多個用戶可以共享一段鏈路。資源共享是宏觀的。

為什么要分組？

• 數(shù)據(jù)越大，傳輸中出錯的概率越大，重傳分組的代價越高
• 數(shù)據(jù)越大，路由器緩存越大，不利于存儲轉(zhuǎn)發(fā)

分組分多大最合理？

• 低出錯不影響路由器存儲轉(zhuǎn)發(fā)的前提下盡可能大
• 一般鏈路的分組最大為1500Byte

每個分組加上首部有什么作用？

• 首部實現(xiàn)了協(xié)議的規(guī)則
• 使接收方能夠有效的將分組還原

分組交換網(wǎng)的優(yōu)點和缺點？

• 優(yōu)點：適合計算機通信，實現(xiàn)宏觀上的資源共享，通信效率高。
• 缺點：存儲交換排隊導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)延遲很大甚至出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞。

報文交換技術(shù)特點：
不分組、存儲轉(zhuǎn)發(fā)、資源共享

三種交換技術(shù)比較

網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)

網(wǎng)絡(luò)的帶寬和時延
帶寬：網(wǎng)絡(luò)的最高數(shù)據(jù)傳輸率，即每秒最高能傳輸多少bit的數(shù)據(jù)。單位：b/s或bps（每秒鐘可以發(fā)送的比特數(shù)）
一個網(wǎng)絡(luò)的帶寬是該網(wǎng)絡(luò)所有鏈路帶寬的最小值。

網(wǎng)絡(luò)帶寬的進(jìn)一步說明

• 為什么20Mb/s的帶寬下載速度約2.4MB/S？

網(wǎng)絡(luò)帶寬單位：1Mb/s = 10³kb/s = 10⁶b/s
計算機存儲單位：1M = 1024K = 2²⁰Byte = 8*2²⁰bit

吞吐量：在單位時間內(nèi)實際通過某個網(wǎng)絡(luò)（或信道、接口）的數(shù)據(jù)量，單位b/s。

• 吞吐量是網(wǎng)絡(luò)實際的帶寬。
• 帶寬是網(wǎng)絡(luò)最高的吞吐量

傳播速度：信號（即電磁波）在傳輸介質(zhì)上的傳播速率，單位m/s（米/秒）或千米/小時。

分組交換網(wǎng)絡(luò)的時延

傳輸時延（發(fā)送時延）：數(shù)據(jù)從結(jié)點發(fā)送到鏈路上的時間
傳播時延：信號從鏈路的一端發(fā)送到另一端傳播的時間
接收時延：一般作為結(jié)點處理時延考慮
結(jié)點處理時延（排隊轉(zhuǎn)發(fā)時延）：路由器接收數(shù)據(jù)，排隊等待處理，查找轉(zhuǎn)發(fā)表決定輸出鏈路所花費的時間

• 在移動網(wǎng)訪問部署在電信的服務(wù)器為什么會很慢？

分組交換網(wǎng)絡(luò)時延的計算
傳輸時延=數(shù)據(jù)大小/網(wǎng)絡(luò)帶寬
由網(wǎng)絡(luò)帶寬、數(shù)據(jù)大小決定

傳播時延=鏈路長度/傳播速度
由傳播介質(zhì)、傳播速度、鏈路長度決定

分組交換網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)擁塞
網(wǎng)絡(luò)擁塞現(xiàn)象：當(dāng)中間節(jié)點（路由器）收到數(shù)據(jù)的速度大于發(fā)出數(shù)據(jù)的速度時，緩沖將被填滿，部分分組將被丟棄，網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞。
往返時延RTT
RTT（Roud-Trip Time）表示從發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送端收到來自接收端的確認(rèn)為止總共經(jīng)歷的時延。
RTT反映了分組傳輸總的時延，使用ping命令可以測量RTT。
時延帶寬積
鏈路的時延帶寬積又稱為以比特為單位的鏈路長度。
時延帶寬積 = 傳播時延 x 帶寬

總結(jié)

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