计算机网络

计网

概述

因特网服务提供者ISP

因特网的组成

1. 边缘部分
   由所有连接在因特网上的主机组成，这部分是用户直接使用和资源共享
2. 核心部分
   由大量网络和连接这些网络的路由器组成，这部分是为边缘部分提供服务的

三种交换方式

• 电路交换

1. 电话交换机接通电话线的方式
2. 电路交换的三个步骤
   1. 建立连接 (分配通信资源)
   2. 通话(一直占用资源)
   3. 释放连接(归还通信资源)
3. 当使用电路交换来传送计算机数据时，线路的传输效率往往很低
   

分组交换
发送方:构造分组发送分组
路由器:缓存分组转发分组
接收方:接受分组还原报文
报文交换
与分组类似，主要用于早期的电报通信网，现在较少使用

三者对比

三者优缺点
电路交换:

1. 优点
   1. 通信时延小
   2. 有序传输
   3. 没有冲突
   4. 适用范围广
   5. 实时性强
   6. 控制简单
2. 缺点
   1. 建立连接时间长
   2. 线路独占，使用效率低
   3. 灵活性差
   4. 难以规格化

报文交换:

1. 优点
   1. 无需建立连接
   2. 动态分配线路
   3. 提高线路可靠性
   4. 提高线路利用率
   5. 提供多目标服务
2. 缺点
   1. 引起转发时延
   2. 需要较大存储缓存空间
   3. 需要传输额外的信息量

分组交换:

1. 优点
   1. 无需建立连接
   2. 线路利用率高
   3. 简化了储存管理
   4. 加速传输
   5. 减少出错概率和重发数据量
2. 缺点
   1. 引起转发时延
   2. 需要传输额外的信息量
   3. 对于数据服务，存在失序，丢失或重复分组的问题，对于虚电路服务，存在呼叫建立，数据传输和虚电路释放三个过程

计算机网络分类

按交换技术分类

1. 电路交换网络
2. 报文交换网络
3. 分组交换网络

按使用者分

1. 公用网
2. 专用网

按传输介质分类

1. 有线网络
2. 无线网络

按覆盖范围分类

1. 广域网 WAN
2. 域域网 WAN
3. 局域网 LAN
4. 个域网 PAN

按拓扑结构分类

1. 总线型网络
2. 星形网络
3. 环形网络
4. 网状型网络

计算机网络的性能指标

速率

速率:是指在计算机网络上的主机在数字信道上传送比特的速率，也称为比特率或数据率
比特:计算机中数据量的单位
常用数据量单位

常用数据率单位

带宽

带宽:(在计算机网络中的意义)用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力。
一条通信线路的频带宽度越宽，其所传输的最高数据率也越高
单位:b/s(kb/s,Mb/s,Gb/s,Tb/s)

吞吐量

吞吐量：表示单位时间内通过某个网络的数据量
吞吐量受网络带宽或额定速率的限制

时延

1. 发送时延
   
2. 传播时延
   电磁波传播速率:1.自由空间 3x10^8m/s 2.铜线 2.3x10^8m/s 3.光纤 2.0x10^8m/s
3. 处理时延
   一般不方便计算

时延带宽积

时延带宽积=传播时延X带宽

往返时间 RTT

利用率

$$利用率=\left{\right.$$

丢包率

丢包率是指在一定时间范围内，传输过程中丢失的分组数量与总分组数量的比率
分组丢失主要有两种情况
1. 分组在传输过程中出现误码被结点丢弃
2. 分组到达一台队列已满的分组交换机时被丢弃；在通信量较大时就可能造成网络拥塞
丢包率也反应了网络的拥塞情况

1. 无拥塞时路径丢包率为0
2. 轻度拥塞时路径丢包率为1%-4%
3. 严重拥塞时路劲丢包率为5%-15%