《计算机网络概述》PPT课件.ppt

1、1,第一章 概述,2,第 25 次中国互联网络发展状况统计报告,截至2010年12月30日，中国网民规模达到3.84亿人，普及率达到28.9% 宽带网民规模达到3.46亿人 中国手机网民规模年增加1.2亿，达到2.33亿人 2009年中国IPv4地址量达到2.32亿 2009年底域名总数为1682万，其中80%为.CN域名 机增长率98.3%，笔记本电脑增长率为42.4%，而台式机的增长率仅有5.8%,搜网民的定义,3,计算机技术发展的四大定律,Moore 定律 微处理器内晶体管数每18个月翻一番 Bell 定律 若计算能力不变，微处理器的价格和体积每16个月减少一半 Gilder定律 主干网

2、的带宽每6个月增加一倍 Metcalfe定律 网络的价值同网络用户数量的平方成正比,4,第一台计算机的体积 1995年台式机的价格 2012年台式机的价格,5,现代计算机技术与通信技术的结合 计算机网络的产生,现代 计算机 技术,通信 技术,计算机网络,1.1 计算机网络在信息时代的作用,6,三网合一的设计,7,Internet ：专用名词，采用TCP/IP协议 internet：通用名词，泛指网络,8,多级结构的因特网,大公司,地区 ISP,网络接入点 NAP （对等点）,公司,主干服务 提供者,本地 ISP,地区 ISP,地区 ISP,地区 ISP,本地 ISP,本地 ISP,大公司,大公

3、司,网络接入点 NAP （对等点）,主机到主机的通信可能经过多种 ISP。,9,请同学们上网去查RFC文档的形成,10,1.3 网络的组成与技术,边缘部分 组成:主机 工作方式: C/S模式 P2P模式 核心部分 组成:路由器,分组交换 交换方式: 电路交换 报文交换 分组交换,11,1 应用层的客户-服务器方式,在 TCP/IP 的应用层协议使用的是 客户-服务器方式 进程(process)就是:运行着的程序。,12,客户和服务器,客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。 客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。 客户:主动,请求 服务器:被动,服务,

4、一直监听.,13,对等方式,P2P 宏观上的对等,微观上的C/S BitComet BT,14,网络的拓扑结构,拓扑结构一般指点和线的几何排列或组成的几何图形。计算机网络的拓扑结构是指一个网络的通信链路和结点的几何排列或物理布局图形。链路是网络中相邻两个结点之间的物理通路，结点指计算机和有关的网络设备，甚至指一个网络。按拓扑结构。,15,常见的几种计算机连网方法,点对点连接 （这是最简单的网络）,总线网,星形网,环形网,16,2.交换方式:,电路交换 报文交换 分组交换,17,1) 电路交换,N (N 1)/2条,使用交换机,18,(,(,A,通话前先拨号建立连接。 可能只要经过一个交换机（如

5、 A 到 B） 可能要经过多个交换机（如 C 到 D） 通话过程中，通信双方一直占用所建立的连接。 通话结束后，挂机释放连接。,电路交换的特点,(,(,(,(,(,(,B,C,D,19,电路交换举例,A 和 B 通话经过四个交换机 通话在 A 到 B 的连接上进行,(,(,(,(,交换机,交换机,交换机,交换机,用户线,用户线,中继线,中继线,B,D,C,A,20,电路交换举例,C 和 D 通话只经过一个本地交换机 通话在 C 到 D 的连接上进行,(,(,(,(,交换机,交换机,交换机,交换机,用户线,用户线,中继线,中继线,B,D,C,A,21,报文,2) 分组交换的原理（一）,报文: 用

6、户进程要发的数据,发送端，报文分组 一个大的报文-分成数据段-分组。 分组较短、固定长度。 每个分组单独传输 报文重组：分组组装成报文。-收端 目的：提高传输效率、减小延迟。,22,分组交换,在发送端把要发送的报文分隔为较短的数据块 每个块增加带有控制信息的首部构成分组（包） 依次把各分组发送到接收端 接收端剥去首部，抽出数据部分，还原成报文,首部,首部,首部,发 送,发 送,接收端,数 据,首部,数 据,首部,数 据,首部,11010011101 00101001110,23,24,分组的首部,含有地址等控制信息。 交换机的转发依据。 存储转发方式 收到分组-缓存（暂存）； 查找转发表，找出

7、口； 转发,25,分组的存储转发过程,H1,A,分组交换网,B,D,E,C,H5,H6,H4,H2,H3,H1 向 H5 发送分组,结点交换机,主机,在结点交换机 A 暂存 查找转发表 找到转发的端口,在结点交换机 C 暂存 查找转发表 找到转发的端口,在结点交换机 E 暂存 查找转发表 找到转发的端口,最后到达目的主机 H5,26,1.4 计算机网络在我国的发展,(1) 中国公用计算机互联网 CHINANET (2) 中国教育和科研计算机网 CERNET (3) 中国科学技术网 CSTNET (4) 中国联通互联网 UNINET (5) 中国网通公用互联网 CNCNET (6) 中国国际经济

8、贸易互联网 CIETNET (7) 中国移动互联网 CMNET (8) 中国长城互联网 CGWNET（建设中） (9) 中国卫星集团互联网 CSNET（建设中）,27,请同学们去查这九大网络,28,9大网络与Internet,29,通信子网与资源子网,HOST：主机 CCP：通信控制处理机 (在 ARPANET 中称 IMP),30,1.6 计算机网络的主要性能指标,速率 带宽 时延 时延带宽积 往返时延,31,课件制作人：谢希仁,1.6 计算机网络的性能1.6.1 计算机网络的性能指标,1. 速率 比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。 Bit 来源于 bin

9、ary digit，意思是一个“二进制数字”，因此一个比特就是二进制数字中的一个 1 或 0。 速率即数据率(data rate)或比特率(bit rate)是计算机网络中最重要的一个性能指标。速率的单位是 b/s，或kb/s, Mb/s, Gb/s 等 速率往往是指额定速率或标称速率。,32,2. 带宽,“带宽”(bandwidth) 信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。 信道的带宽: 通频带 数字信道的“带宽”-数据传输速率 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)。 描述带宽也常常把“比特/秒”省略。 例如，带宽是 10 M，实际

10、上是 10 Mb/s。 这里的 M 是 106。,33,常用的带宽单位,更常用的带宽单位是 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/s（109 b/s） 太比每秒，即 Tb/s（1012 b/s） 请注意：在计算机界，K = 210 = 1024 M = 220, G = 230, T = 240。,34,数字信号流随时间的变化,在时间轴上信号的宽度随带宽的增大而变窄。,35,A,B,A,B,宽带线路,窄带线路,宽带线路：每秒有更多比特从计算机 注入到线路。 宽带线路和窄带线路上比特的传播速率是一样的。,正确的概念,36,比喻：

11、汽车运货,宽带和窄带线路：车速一样 宽带线路：车距缩短,37,课件制作人：谢希仁,2. 吞吐量,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。,38,3.时延(delay 或 latency),发送时延（传输时延 ）: 发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。,39,若 数据长度为107 bit, 数据发送速率为100kbits 则发送时延是多少呢？,40,时延(delay 或 latency),传播时延 电

12、磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。 传输速率（发送速率）和传播速率不同,41,收发两端之间的传输距离为1000km,信号在媒体上的传播速率为2*108 m/s, 则此数据的传播时延是多少？,42,时延(delay 或 latency),处理时延 -约为排队时延 总时延：,总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延,43,三种时延所产生的地方,1 0 1 1 0 0 1,发送器,队列,结点 B,结点 A,数据,从结点 A 向结点 B 发送数据,链路,44,收发两端之间的传输距离为1000km,信号在媒体上的传播速率为2*108 m/s。 1 若 数据长度为107 bit, 数据发送速率为100kbits 2若 数据长度为103 bit, 数据发送速率为1Gbits 计算两种情况的发送时延和传播时延。,45,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。,46,3 时延带宽积,（传播）时延,链路,带宽,时延带宽积 = 传播时延 带宽,链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。,时延带宽积,47,设