计算机网络——计网体系结构(上)

发布于 2021-05-04  0 次阅读


概念 & 功能

计算机网络的概念

计算机网络:是一个将分散的、具有独立功能的计算机系统,通过通信设备线路连接起来,由功能完善的软件实现资源共享信息传递的系统。

计算机网络是互连的、自治的计算机系统。

互连:通过通信链路互联互通。

自治:无主从关系。

计算机网络的功能

  1. 数据通信
  2. 资源共享:同一个计算机网络上的其他计算机可使用某台计算机资源的行为,可共享硬件、软件、数据
  3. 分布式处理:多台计算机各自承担同一工作任务的不同部分
  4. 提高可靠性
  5. 负载均衡

计算机网络的发展——第一阶段

网络把许多计算机连接 在一起,而互联网则把 许多网络连接在一起,因特网是世界上最大的互联网。

第二阶段—三级结构

1985 年起,美国国家科学基金会 NSF 围绕 6 个大型计 算机中心建设计算机网络,即国家科学基金网 NSFNET

第三阶段—多层次ISP结构

ISP:因特网服务提供者 / 因特网服务提供商,是一个向广大用户综合提供互联网接入业务、信息业务、和增值业务的公司,如中国电信、中国联动、中国移动等。分为主干 ISP、地区 ISP和本地 ISP。

组成 & 分类

计算机网络的组成

  1. 组成部分:硬件、软件、协议(一系列规则和约定的集合)
  2. 工作方式:
    1. 边缘部分:用户直接使用( C / S 方式、P2P 方式)
    2. 核心部分:为边缘部分服务
  3. 通信组成:
    1. 通信子网:实现数据通信、
    2. 资源子网:实现资源共享 / 数据处理

资源子网(实现资源共享功能的设备 和软件的集合):应用层、表示层、会话层、传输层

通信子网(各种传输介质、通信设 备、相应的网络协议组成):传输层、网络层(路由器)、数据链路层(交换机、网桥)、物理层(集线器、中继器)

计算机网络的分类

  1. 按分布范围分:广域网 WAN(交换技术)、城域网 MAN、局域网 LAN(广播技术)、个人局域网 PAN
  2. 按使用者分:公用网、专用网
  3. 按交换技术分:电路交换、报文交换、分组交换
  4. 按拓扑技术分:总线型、星型、环型、网状型
  5. 按传输技术分:
    1. 广播式网络:共享公共通信信道
    2. 点对点网络:使用分组存储转发路由选择机制

性能指标

速率

速率即数据率或称数据传输率比特率,指连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据位数的速率

带宽

“带宽”原本指某个信号具有的频带宽度,即最高频率与最低频率之差,单位是赫兹(Hz)。

计算机网络中,带宽用来表示网络的通信线路传送数据的能力,通常是指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”。单位是“比特每秒”,b/s。

吞吐量

表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。单位b/s,kb/s,Mb/s等。

吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。

时延

指数据(报文/分组/比特流)从网络(或链路)的一端传送到另一端所需的时间。也叫延迟或迟延。单位是s。

  1. 发送时延(传输时延):从发送分组的第一个比特算起,到该分组的最后一个比特发送完毕所需的时间。

    发送时延=\dfrac{数据长度}{信息带宽(发送速率)}

  2. 传播时延:取决于电磁波传播速度和链路长度。

    传播时延=\dfrac{信道长度}{电磁波在信道上的传播速率}

  3. 排队时延:等待输出/入、链路可用

  4. 处理时延:检错、找出口

时延带宽积

$时延带宽积=传播时延\times 带宽$

时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。 即“某段链路现在有多少比特”。

往返时延RTT

从发送方发送数据开始,到发送方收到接收方的确认(接收方收到数据后立即发送确认),总共经历的时延。

RTT 包括:

  1. 往返传播时延=传播时延 * 2
  2. 末端处理时间

利用率

  1. 信道利用率 信道利用率=\dfrac{有数据通过时间}{(有+无)数据通过时间}
  2. 网络利用率:信道利用率加权平均值。

习题

  1. 计算机网络的资源主要是指( )

    A. 服务器、路由器、通信线路与用户计算机

    B. 计算机操作系统、数据库与应用软件

    C. 计算机硬件、软件与数据

    D. Web 服务器、数据库服务器与文件服务器

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  2. 下列说法中正确的是( )

    A. 在较小范围内布置的一定是局域网,而在较大范围内布置的一定是广域网

    B. 城域网是连接广域网而覆盖园区的网络

    C. 城域网是为淘汰局域网和广域网而提出的一种新技术

    D. 局域网是基于广播技术发展起来的网络,广域网是基于交换技术发展起来的网络

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  3. 广域网的拓扑结构通常采用()

    A. 星型

    B. 总线型

    C. 网状

    D. 环型

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  4. n 个节点的星型拓扑结构中,有( )条物理总链

    A. n-1

    B. n

    C. m(n-1)

    D. \dfrac{m(n-1)}{2}

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  5. 下列( )是分组交换网络的缺点

    A. 信道利用率低

    B. 附加信息开销大

    C. 传播时延大

    D. 不同规格的终端很难相互通信

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大变に气分がいい