跨国 系统 架构设计 跨国网络结构优缺点

【计算机网络】复习荟萃NO.1

• 各种网络
• 三种交换
• 计算
• 计算机网络的体系结构（功能）

• 分层结构
• 分层结构例子

各种网络

广域网 WAN ：跨越国家，是互联网的核心部分（交换技术）
城域网 MAN ：城市
局域网 LAN：较小的范围（广播）
个人区域网 PAN ：范围很小

三种交换

电路交换：
优点：
通信时延小，有序传输，没有冲突，实时性强
缺点：建立连接时间长，线路独占，利用率很低，不灵活，无差错控制能力
长线路就选它

报文交换
优点：
不需建立连接，存储转发，动态分配线路，线路可靠性高，线路利用率高，多目标服务
缺点：
存储转发时延，报文大小不定，缓存空间大

分组交换：
优点：不需建立连接，存储转发，动态分配线路，线路可靠性高，线路利用率高，存储管理更容易
缺点：存储转发时延，额外信息量，分组排序重组

计算

速率：数字信道上传送数据位数的速率，发送端到接收端
b/s，kb/s，Mb/s，Gb/s，Tb/s（$10^3$）
存储容量的单位：($2^{10}$)
1B=8bit
$1KB=2^{10}B=1024B=1024b*8$

带宽：通道传送数据的能力，入口发送端最高能发送的数据率（理想状态）
b/s，kb/s，Mb/s，Gb/s，Tb/s（$10^3$）

吞吐量：在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量，受网络的带宽或网络的额定速率的限制（实际）
单位：千比每秒：kb/s（$10^3b/s$）以此+3

时延：指数据（一个报文或分组，甚至比特）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间
总时延 = 发送时延+ 传播时延+ 处理时延+ 排队时延
发送时延=数据长度/信道带宽
传播时延=信道长度/电磁波传播速率

字节单位：$1字节B=8bit$
k=$2^{10}$，M=$2^{20}$，G=$2^{30}$，T=$2^{40}$
$100MB=100×2^{20}B$
例题：100MB数据块，带宽=1Mbit/s的信道连续发送，求发送时延
$100×2^{20}×8/(1×10^6)=838.9s$
对于高速网络链路，可提高链路带宽减小了数据的发送时延，而不是传播速率，所以高速链路上传输不快，是发送快

时延带宽积：以比特为单位的链路长度b/s*s=b（某段链路现在有多少bit，容量）
时延带宽积= 传播时延 × 带宽

往返时间（RTT）：
表示从发送方发送数据开始，到发送方收到确认，总共经历的时间：不包含发送速率

$有效数据率=\frac{数据长度}{RTT+发送时间}$
利用率多长时间有数据的：
信道利用率：某信道有百分之几的时间是被利用的
网络利用率：全网络的信道利用率的加权平均值
$D=\frac{D_0}{1-U}$
D0 表示网络空闲时的时延
D 表示网络当前的时延
U 是网络的利用率，数值在 0 到 1 之间
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

计算机网络的体系结构（功能）

计算机网络体系结构是计算机网络的各层及其协议的集合

分层结构

实体：特定的软件模块，活动元素
协议（水平）
定义：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准、约定
作用：明确规定所交换的数据格式以及有关的同步问题
三个组成要素
语法：数据与控制信息的结构或格式
语义：需要发出何种控制信息，完成功能
同步：事件实现顺序的详细说明
接口：上层使用下层服务的入口
服务：下层为上层提供的功能调用（垂直）
SDU服务数据单元：为完成用户所要求的功能而传送的数据
PCI协议控制信息：控制协议操作的信息
SDU+PCI=PDU
PDU协议数据单元：对等层次之间传送的数据单位，作为下一层的SDU
系统网络体系结构SNA

分层结构例子

7层OSI参考模型
开放系统互连（OSI）
传输层和应用层之间加了会话层和表示层，物联网淑惠试用。。。
应用层，表示层，会话层，传输层，网络层，数据链路层，物理层
4层TCP/IP参考模型
应用层，传输层，网际层，网络接口层