第一章计机网络基础概述.ppt

计算机网络 第 1 章 计算机网络基础概述 第 1 章 计算机网络基础概述 了解计算机网络发展的历史 理解计算机网络的定义 掌握计算机网络的分类及不同类型的特点 了解计算机网络的几个性能指标 第 1 章 计算机网络基础概述 讨论1：计算机网络发展的历史 讨论2：计算机网络的定义 讨论3：计算机网络的分类及其特点 讨论4: 计算机网络的几个性能指标 第 1 章 计算机网络基础概述 模拟信号:时间上连续，包含无穷多个信号值 数字信号:时间上离散，仅包含有限数目的信号值。最常见的是二值信号 信道:是信号从信源到信宿所经过的路径,包括传输线路和中间物理设备. 模拟信道 适于模拟信号传输 CATV、无线电广播、电话拨号线路 数字信道 适于数字信号传输 计算机网络中主要采用数字信道进行数据传输 ADSL、ISDN、DDN、ATM、局域网 信息编码： 将信息用二进制数表示的方法 例如：ASCII编码、BCD编码等 数据编码： 将数据用物理量(电压、振幅、频率、相位等)表示的方法 信息通过数据通信系统进行传输的过程 把携带信息的数据用物理信号形式通过信道传送到目的地 信息和数据（二进制位）不能直接在信道上传输 不同类型的信号在不同类型的信道上传输有4种情况： 模拟传输和数字传输所使用的技术 码元,波特率与比特率 Nyquist公式和Shannon公式的比较 C = 2H log2V 用于理想信道（这样的信道存在吗？） 数据传输率随信号编码级数增加而增加。 C = H log2（1+S/N） 用于有噪声信道（实际的信道总是有噪声！） 无论信号编码级数增加到多少，此公式给出了有噪声信道可能达到的最大数据传输速率上限。 原因：噪声的存在将使编码级数不可能无限增加。 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）。 现在“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)。 在时间轴上信号的宽度随带宽的增大而变窄。 吞吐量(throughput): 表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。 吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量，以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。 吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。 误码率与误比特率 误码率：Pc是指传输的码元被传错的概率 Pc ＝ 传错的码元数/传输的码元总数 误比特率：Pb是指传输的比特被传错的概率 Pb ＝ 传错的比特数/传输的比特总数 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。 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。 处理时延 交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。 排队时延 结点缓存队列中分组排队所经历的时延,排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。 四种时延所产生的地方 容易产生的错误概念 对于高速网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。 提高链路带宽减小了数据的发送时延。 时延带宽积 链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。 例如，某信道的时延带宽乘积为100万比特，这意味着第一个比特到达目的端时，源端已发送了100万比特。 信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）。完全空闲的信道的利用率是零。 网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。 计算机网络的非性能特征 费用 质量 标准化 可靠性 可扩展性和可升级性 易于管理和维护 （传播）时延 链路 带宽 时延带宽积 = 传播时延 ? 带宽 时延带宽积 利用率并非越高越好 利用率 时延 D 利用率 U 1 0 D0 时延 急剧 增大 根据排队论的理论，当某信道的利用率增大时，该信道引起的时延也就迅速增加。 D0 表示网络空闲时的时延 D 表示网络当前的时延 时延与网络利用率的关系 电路交换方式 存储转发交换 报文交换 分组交换 数据报交换 虚电路交换 根据数据交换方式分类 讨论4: 计算机网络的几个基本概念和性能指标 Information(信息) Message(消息) Signal(信号) Data(数据) Data Communication(数据通信) Channel(信道) Encode modulation (编码 调制) Symbol/code cell (码元) 信道带宽 信道最大传输速率 误码率和误比特率 时延 时延带宽积 利用率 基本概念 性能指标 信息: 消