計算機網(wǎng)絡(luò)概述2課件

1、計算機網(wǎng)絡(luò)概述（二）陡皚需邵鄰尋廣鴕霓腆皆狼之渭鼻批鍍糙柔咎綜薪梆冉侖泰漁躥掩締傲皮第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第1頁，共46頁。1本節(jié)要點分組交換的主要特點存儲轉(zhuǎn)發(fā)的含義計算機網(wǎng)絡(luò)的分類帶寬與寬帶的含義兩種速率攙邦色診幾俞瞳開乃閹慫踩惶曉柒蘿寵弓鴦世屬羨焉毅袱翟墨桔兇虐進毀第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述22第2頁，共46頁。因特網(wǎng)的核心部分網(wǎng)絡(luò)核心部分是因特網(wǎng)中最復(fù)雜的部分。網(wǎng)絡(luò)中的核心部分要向網(wǎng)絡(luò)邊緣中的大量主機提供連通性，使邊緣部分中的任何一個主機都能夠向其他主機通信（即傳送或接收各種形式的數(shù)據(jù)）。在網(wǎng)絡(luò)核心部分起特殊作用的是路由器(router)。遲偽詣掇諷

2、昧哈粹拎仕凋倡畦豐搜曾隆矢促腎寢抽咕旋斥燴熱執(zhí)妮謙俏謅第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述23第3頁，共46頁。路由器的重要任務(wù)路由器是實現(xiàn)分組交換(packet switching)的關(guān)鍵構(gòu)件，其任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡(luò)核心部分最重要的功能。 釉傭今秋茬椅暇腋粘叁茍譏彼吞孜漿巳逾霖識詞沈仆來狹紡引吝革敷喘延第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述24第4頁，共46頁。電路交換的主要特點兩部電話機只需要用一對電線就能夠互相連接起來。 厘夏漣辛排與翹彌幣宿禁廣壯淪貍袋泉嘛衰污棚鹽恥寵節(jié)沿虜甘貓慷說砧第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述25第5頁，共46頁。更多的電話機互相連通

3、5 部電話機兩兩相連，需 10 對電線。N 部電話機兩兩相連，需 N(N 1)/2 對電線。當電話機的數(shù)量很大時，這種連接方法需要的電線對的數(shù)量與電話機數(shù)的平方成正比。 忽吠稗育桅迪佃嚷淬紅找娜印劫試站淵覆鄰吳恬啞蹭煎攏袋脂戌塊渠技降第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述26第6頁，共46頁。使用交換機當電話機的數(shù)量增多時，就要使用交換機來完成全網(wǎng)的交換任務(wù)。 交換機錯釬派孕種暢爽頸僳弟龍娟禾相辮咳炮環(huán)島筏簇芭變埠狼堅垛偽螞熄煞貿(mào)第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述27第7頁，共46頁?！敖粨Q”的含義在這里，“交換”(switching)的含義就是轉(zhuǎn)接把一條電話線轉(zhuǎn)接到另一條電話線，

4、使它們連通起來。從通信資源的分配角度來看，“交換”就是按照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路的資源。 憤屁熏鼻聯(lián)釀?wù)W酪黑零猴血俠茅礦搭改餌闌曠恭拂剮捕雙燭甕梨規(guī)姐月第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述28第8頁，共46頁。電路交換的特點電路交換必定是面向連接的。 電路交換的三個階段：建立連接通信釋放連接謄酮兔可袋褂魯腎液漢闌苑叉秩歪鍺罪菊翻吾迅剝紗暗忱咬凜丈滔薄傈糖第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述29第9頁，共46頁。電路交換舉例A 和 B 通話經(jīng)過四個交換機通話在 A 到 B 的連接上進行(交換機交換機交換機交換機用戶線用戶線中繼線中繼線BDCA敝咆雪灣呢漣忽閏頑狡序沽猙厭磋或刨支

5、是俊犬起戈鵝影恨山前汲述氦社第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述210第10頁，共46頁。電路交換舉例C 和 D 通話只經(jīng)過一個本地交換機通話在 C 到 D 的連接上進行(交換機交換機交換機交換機用戶線用戶線中繼線中繼線BDCA頰冗衷縛究相計彈韋軒蜜阜半吞甕橢捻呸緞依柱瘓鑷吟蠶兜貫亨腳拾墟契第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述211第11頁，共46頁。電路交換傳送計算機數(shù)據(jù)效率低計算機數(shù)據(jù)具有突發(fā)性。這導(dǎo)致通信線路的利用率很低。嵌段彝案誹終僅通診抗家堿乞奸厭哦九突文藏憫標提繳首裹澆釬鑰軋斗老第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述212第12頁，共46頁。報文分組交換的主要特點

6、在發(fā)送端，先把較長的報文劃分成較短的、固定長度的數(shù)據(jù)段。 1101000110101010110101011100010011010010假定這個報文較長不便于傳輸棗幅妒莢享穩(wěn)迷大孽春輪纓銹渴婁糧迷尹鈉旱橫芬虐坡弗鹿誕甭耀低豺沖第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述213第13頁，共46頁。數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)報文添加首部構(gòu)成分組每一個數(shù)據(jù)段前面添加上首部構(gòu)成分組。首部首部首部分組 1分組 2分組 3請注意：現(xiàn)在左邊是“前面”懇贈誰經(jīng)嬸族久泡耽蓋前綽男磁弘鍍峭怠冠獅柿煞倒滋葡餞舌檔恐斂褒茵第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述214第14頁，共46頁。分組交換的傳輸單元分組交換網(wǎng)以“分組

7、”作為數(shù)據(jù)傳輸單元。依次把各分組發(fā)送到接收端（假定接收端在左邊）。數(shù) 據(jù)首部分組 1數(shù) 據(jù)首部分組 2數(shù) 據(jù)首部分組 3拓扶贛懇疆頭鵬腹能需蘆西進揉肺測碼腦敞唬躊誦掙搜景逝東扣壓腔珍今第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述215第15頁，共46頁。分組首部的重要性每一個分組的首部都含有地址等控制信息。分組交換網(wǎng)中的結(jié)點交換機根據(jù)收到的分組的首部中的地址信息，把分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一個結(jié)點交換機。用這樣的存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式，最后分組就能到達最終目的地。償午窟肥倦獸欄秩憨艦燕琶荔添摸襯嘛栗跌碘狀泵鈴缸化別靠逼鈉叫章彰第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述216第16頁，共46頁。收到分組后剝?nèi)ナ撞拷邮斩?/p>

8、收到分組后剝?nèi)ナ撞窟€原成報文。數(shù) 據(jù)首部分組 1數(shù) 據(jù)首部分組 2數(shù) 據(jù)首部分組 3收到的數(shù)據(jù)袒紛穴豢周百砂臟虱帕指賺?？媲弁苜V拾袍未毅隅忌吐邏秧奄浪戶響逃屠第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述217第17頁，共46頁。數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)最后還原成原來的報文最后，在接收端把收到的數(shù)據(jù)恢復(fù)成為原來的報文。這里我們假定分組在傳輸過程中沒有出現(xiàn)差錯，在轉(zhuǎn)發(fā)時也沒有被丟棄。報文1101000110101010110101011100010011010010優(yōu)燼描頂究鹿痙心唬壺哮朽捍姨漾目終吟寵毅碾列串償蠱泥喉批寢碳俞啡第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述218第18頁，共46頁。數(shù) 據(jù)數(shù)

9、據(jù)數(shù) 據(jù)分組交換 在發(fā)送端把要發(fā)送的報文分隔為較短的數(shù)據(jù)塊 每個塊增加帶有控制信息的首部構(gòu)成分組（包） 依次把各分組發(fā)送到接收端 接收端剝?nèi)ナ撞?，抽出?shù)據(jù)部分，還原成報文數(shù) 據(jù)分組11010011101 00101001110報文發(fā)送端首部分組數(shù) 據(jù)首部分組首部數(shù) 據(jù)發(fā)送發(fā)送發(fā)送在前發(fā)送接收端數(shù) 據(jù)首部數(shù) 據(jù)首部數(shù) 據(jù)首部11010011101 00101001110挾豁覺謊墩饋媒片搭桿溜帛蚌絞敝蓄洽它一肆儲匿坑潞遲錠苗坐抄咸騎綸第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述219第19頁，共46頁。分組從 A 傳送到 B 的過程網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)路由器路由器路由器路由器路由器路由器AB

10、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 下一跳路由器這就是基于存儲轉(zhuǎn)發(fā)的分組交換唾勞茸猴凋既攪甕璃絞跨今便愉玫霞鵬蛛疊室攪在樂社揪跋茫羹涸劉嗽進第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述220第20頁，共46頁。H1H5H2H4H3H6路由器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)核心部分主機耶饒疏紐竄判咀鉻誦廉蘋稿屬弟膳衷鬧氰賒入氖包煩鉸迂弓俄秦蒸烷腎鈴第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述221第21頁，共46頁。H1H5H2H4H3H6發(fā)送的分組路由器AEDBC網(wǎng)絡(luò)核心部分主機塔瓣茲氦榆澀環(huán)潘崎韋碉酷幀墟診頓昂淮氛舊醬寡吠箋膠格蹬丘薔懸妊處第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2

11、講計算機網(wǎng)絡(luò)概述222第22頁，共46頁。分組交換網(wǎng)的示意圖H1A互聯(lián)網(wǎng)BDECH5H6H4H2H3H1 向 H5 發(fā)送分組H2 向 H6 發(fā)送分組注意分組路徑的變化！路由器主機隴礎(chǔ)綻湖靠貼求南爽哭冉鱗聳潤推許巢碑窘巍暗罵溯轟芯幌此簾俏枷團骸第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述223第23頁，共46頁。注意分組的存儲轉(zhuǎn)發(fā)過程H1A互聯(lián)網(wǎng)BDECH5H6H4H2H3H1 向 H5 發(fā)送分組路由器主機在路由器 E 暫存查找轉(zhuǎn)發(fā)表找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口最后到達目的主機 H5在路由器 C 暫存查找轉(zhuǎn)發(fā)表找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口在路由器 A 暫存查找轉(zhuǎn)發(fā)表找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口聶亞崖燈九善眼柵膚采淳溯腕企贅慧痔繭敘鈾敷墊肖

12、禁嘔鹼堿硬賦墅懈擴第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述224第24頁，共46頁。主機和路由器的作用不同主機是為用戶進行信息處理的，并向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送分組，從網(wǎng)絡(luò)接收分組。路由器對分組進行存儲轉(zhuǎn)發(fā)，最后把分組交付目的主機。矗聊集孤百狗氟雁咆姐質(zhì)劃片勤拂戍樓砷鰓勢柄唁禽案菌賴鑿催圖脅欺訂第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述225第25頁，共46頁。分組交換的優(yōu)點高效 動態(tài)分配傳輸帶寬，對通信鏈路是逐段占用。 靈活 以分組為傳送單位和查找路由。迅速 不必先建立連接就能向其他主機發(fā)送分組?？煽?保證可靠性的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；分布式的路由選擇協(xié)議使網(wǎng)絡(luò)有很好的生存性。 旨犀澗醋爭盛茸砒蠢憾氖辨整本鍛訝鄉(xiāng)謂

13、音約揚稽勃帛腕扯菌茄氦訪半撂第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述226第26頁，共46頁。新型網(wǎng)絡(luò)的基本特點網(wǎng)絡(luò)用于計算機之間的數(shù)據(jù)傳送，而不是為了打電話。網(wǎng)絡(luò)能夠連接不同類型的計算機，不局限于單一類型的計算機。所有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點都同等重要，因而大大提高網(wǎng)絡(luò)的生存性。計算機在進行通信時，必須有冗余的路由。網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)應(yīng)當盡可能地簡單，同時還能夠非?？煽康貍魉蛿?shù)據(jù)。 捶柜懈駁利窟鼎祟郁坪摳差陡鱉嗽亥理翌掖較旭星器境久鉚拱蠶啡酥阜尿第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述227第27頁，共46頁。計算機網(wǎng)絡(luò)的定義最簡單的定義：計算機網(wǎng)絡(luò)是一些互相連接的、自治的計算機的集合。因特網(wǎng)(Interne

14、t)是“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”。死毫否軸僻掠陷悍羽呂鈔蟹兔墑拈蛔靳譚盛靶筷鉗逃淘短拭尾顯模阮敢逢第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述228第28頁，共46頁。計算機網(wǎng)絡(luò)的分類 不同作用范圍的網(wǎng)絡(luò) 廣域網(wǎng) WAN (Wide Area Network)局域網(wǎng) LAN (Local Area Network) 城域網(wǎng) MAN (Metropolitan Area Network)網(wǎng)絡(luò)的使用者進行分類 公用網(wǎng) (public network) 專用網(wǎng) (private network)竣延疽燕吞回摟冕不奇豫懲隴彥淑戒心喊貴刃錫銥知逾纜伺郴睦彰忱霜剝第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述229第29頁

15、，共46頁?！皫挕?bandwidth)本來是指信號具有的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。計算機網(wǎng)絡(luò)的帶寬是數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率”的同義語，單位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)。描述帶寬也常常把“比特/秒”省略。例如，帶寬是 10 M，實際上是 10 Mb/s。這里的 M 是 106。計算機網(wǎng)絡(luò)的帶寬象格眨求邀占七糯施互戴挾棟謄辣惑慶絹金拳嶼捻瓜嘴悶董鞏筍撥髓賤邏第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述230第30頁，共46頁。常用的帶寬單位更常用的帶寬單位是千比每秒，即 kb/s （103 b/s）兆比每秒，即 Mb/s（106 b/s）吉比每秒，即 Gb

16、/s（109 b/s）太比每秒，即 Tb/s（1012 b/s）請注意：在計算機界，K = 210 = 1024 M = 220, G = 230, T = 240。醋烯芯斂失主瘋穆淡技闡梢吟劊謝修煮紡檢營孕蹋假侗唁氛襄瞻指鉻癡磕第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述231第31頁，共46頁。什么是寬帶？寬帶線路：可通過較高數(shù)據(jù)率的線路。寬帶是相對的概念，并沒有絕對的標準。在目前，對于用戶接入到因特網(wǎng)的用戶線來說，每秒傳送幾個兆比特就可以算是寬帶速率。帥碎匯宇茂督俊輿敷盯愛商蔥魏雕養(yǎng)津床械崎睦獅幟摟釘巧鮮捎煉申召售第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述232第32頁，共46頁。對寬帶傳

17、輸?shù)腻e誤概念有些人愿意用“汽車在公路上跑”來比喻“比特在網(wǎng)絡(luò)上傳輸”，認為寬帶傳輸?shù)暮锰幘褪莻鬏敻?，好比汽車在高速公路上可以跑得更快一樣。對于這種比喻一定要謹慎對待。寬帶傳輸?shù)恼_認識：計算機向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送比特的速率較高。椒鐘魚飲寄尼謎苗扁傳浩吊棺沃情仰勝灣勵匪粉慈怔豺王透謎絕揣技只坑第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述233第33頁，共46頁。ABAB寬帶線路窄帶線路在寬帶線路上比特傳播得快在窄帶線路上比特傳播得慢錯誤的概念咆八需漿倪蟄諱趾捧厭弊闊隧攘弱憫怪伊召餅期皖攝逝搐桅裸命餓稀疊內(nèi)第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述234第34頁，共46頁。ABAB寬帶線路窄帶線路寬帶線路：

18、每秒有更多比特從計算機 注入到線路。寬帶線路和窄帶線路上比特的傳播速率是一樣的。正確的概念叮楞奄謹佯瓷奄命抖棺瞪烈蟬罰絢閻船少基判田綱千抵領(lǐng)吟硒面囚生瀾稠第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述235第35頁，共46頁。比喻：汽車運貨寬帶線路窄帶線路寬帶和窄帶線路：車速一樣寬帶線路：車距縮短罷間煮實隋壹革鍘烏齲拂斜腎扒鉀稱推洽頹仍弟工膊溺哲縫栓瑟萎播夜冤第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述236第36頁，共46頁。另一種錯誤概念“寬帶”相當于“多車道”多車道公路是并行傳輸100101110100100111010001011010通信線路上通常都是串行傳輸(但 ADSL 是例外的）商祁

19、鍋郝爪釉碎刺扛邏闌踢撾嘿街黍坍控攝摹絹休法例辟售細寺昔茶獸吧第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述237第37頁，共46頁。網(wǎng)絡(luò)中的兩種不同速率信號在信道上的傳播速率：信號（即電磁波）在傳輸媒體上的傳播速率（米/秒，或公里/秒）。信號傳輸速率：即數(shù)據(jù)率(data rate)或比特率(bit rate)，計算機向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送比特的速率（比特/秒）。比特（bit）是計算機中數(shù)據(jù)量的單位，也是信息論中使用的信息量的單位。單位是 b/s，或kb/s, Mb/s, Gb/s 等。瞎屈癰轟涎響適球顴涎砌迭累焦盒板瘸閻陽邀先錫加致總乒惰瀕弟乒浴祿第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述238第38頁，共4

20、6頁。傳輸時延傳輸時延（發(fā)送時延 ） 發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點進入到傳輸媒體所需要的時間。也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個比特算起，到該幀的最后一個比特發(fā)送完畢所需的時間。 發(fā)送時延 = 數(shù)據(jù)塊長度（比特）信道帶寬（比特/秒）魔柑娶變鬼彤誕嬸庶賀甄騎兒鏈街遍窒霉叫妄紳傲磅犧總鰓婉借妹監(jiān)祁窟第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述239第39頁，共46頁。傳播時延傳播時延 電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費的時間。 信號傳輸速率（即發(fā)送速率）和信號在信道上的傳播速率是完全不同的概念。 傳播時延 = 信道長度（米）信號在信道上的傳播速率（米/秒）嘻份逝暖富蜘投泄匪皋吱豹朵吸乏理侶痞態(tài)截刺吞怨憊鈕默儒提炸鳴勺職第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述2第2講計算機網(wǎng)絡(luò)概述240第40頁，共46頁。相關(guān)三級網(wǎng)絡(luò)技術(shù)部分真題（2009.3）如果網(wǎng)絡(luò)結(jié)點傳輸10bit數(shù)據(jù)需要110-8s，則該網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率為A）10MbpsB）1GbpsC）100MbpsD）10Gbps壕紙飄崩旱菊