第二讲 计算机网络概述(2)

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使用交换机
当电话机的数量增多时,就要使用交换 机来完成全网的交换任务.
交换机
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"交换"的含义
在这里,"交换"(switching)的含义就是 转接——把一条电话线转接到另一条电 话线,使它们连通起来. 从通信资源的分配角度来看,"交换" 就是按照某种方式动态地分配传输线路 的资源.
这里我们假定分组在传输过程中没有出 现差错,在转发时也没有被丢弃.
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分组交换
发送端
数 据 分组 首部
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 报文
11010011101 00101001110
A)分片途径的路由器 B)源主机 B C)分片途径的交换机 D)目的主机
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(2009.9)按照网络覆盖范围分类,城 域网用于实现几十公里范围内大量局域 网的互联.
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�
注意分组路径的变化!
H2 向 H6 发送分组 H1 向 H5 发送分组
C H3
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注意分组的存储转发过程
在路由器 AC E 暂存 H5 在路由器 暂存 最后到达目的主机 在路由器 暂存 查找转发表 D 查找转发表 查找转发表 路由器 找到转发的端口 找到转发的端口 找到转发的端口 B
主机 H1 A H5 互联网 E H2 H4
首部 数 据 分组 2 首部 数 据 分组 3 首部 数 据
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分组首部的重要性
每一个分组的首部都含有地址等控制信 息. 分组交换网中的结点交换机根据收到的 分组的首部中的地址信息,把分组转发 到下一个结点交换机. 用这样的存储转发方式,最后分组就能 到达最终目的地.
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收到分组后剥去首部
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错误的概念
宽带线路
A
在宽带线路上比特传播得快
B
窄带线路
在窄带线路上比特传播得慢
A B
× ×
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正确的概念
宽带线路 窄带线路
A B
A
B
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.
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比喻:汽车运货
宽带线路 窄带线路
宽带和窄带线路:车速一样 宽带线路:车距缩短
计算机网络的定义
最简单的定义:计算机网络是一些互相 连接的,自治的计算机的集合. 因特网(Internet)是"网络的网络".
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计算机网络的分类
不同作用范围的网络
广域网 WAN (Wide Area Network) 局域网 LAN (Local Area Network) 城域网 MAN (Metropolitan Area Network)
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什么是宽带?
宽带线路:可通过较高数据率的线路. 宽带是相对的概念,并没有绝对的标准. 在目前,对于用户接入到因特网的用户 线来说,每秒传送几个兆比特就可以算 是宽带速率.
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对宽带传输的错误概念
有些人愿意用"汽车在公路上跑"来比 喻"比特在网络上传输",认为宽带传 输的好处就是传输更快,好比汽车在高 速公路上可以跑得更快一样. 对于这种比喻一定要谨慎对待. 宽带传输的正确认识:计算机向网络发 送比特的速率较高.
A)0.01s B)0.1s B 0.1s C)1s D)10s
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(2010.3)关于计算机网络的描述中, 错误的是
A)计算机网络的基本特征是网络资源共享 B)计算机网络是联网的自治计算机的集合 B C)联网计算机通信需遵循共同的网络协议 D)联网计算机之间需要有明确的主从关系
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(2009.9)在IP数据分片后,通常负责 IP数据报重组的设备是
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另一种错误概念 ——"宽带"相当于"多车道"
多车道公路是并行传输 通信线路上通常都是串行传输 (但 ADSL 是例外的)
……100101110100100111010001011010
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网络中的两种不同速率
信号在信道上的传播速率:信号(即电磁波) 在传输媒体上的传播速率(米/秒,或公里/ 秒). 信号传输速率:即数据率(data rate) (data rate)或比特率 (bit rate),计算机向网络发送比特的速率 (比特/秒).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. 单位是 b/s,或kb/s, Mb/s, Gb/s 等.
数 据 分组
首部
数 据 分组
首部 发送 在前
发 送
数 据 首部
发 送
数 据 首部
发 送
数 据
首部
接收端
数 据 数 据 11010011101 数 据 00101001110
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分组从 A 传送到 B 的过程
查找路由表 查找路由表 目的地 A 网络 网络 路由器 网络 下一跳路由器 路由器 目的地 下一跳路由器 查找路由表 目的地 下一跳路由器
中继线 A 用户线 交换机 交换机 C 用户线 D 交换机 中继线 交换机 B
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电路交换传送计算机数据效率低
计算机数据具有突发性. 这导致通信线路的利用率很低.
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分组交换的主要特点
在发送端,先把较长的报文划分成较短 的,固定长度的数据段.
报文
1101000110101010110101011100010011010010
H1 向 H5 发送分组
H6
C H3
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主机和路由器的作用不同
主机是为用户进行信息处理的,并向网 络发送分组,从网络接收分组. 路由器对分组进行存储转发,最后把分 组交付目的主机.
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分组交换的优点
高效 动态分配传输带宽,对通信链路 是逐段占用. 灵活 以分组为传送单位和查找路由. 迅速 不必先建立连接就能向其他主机 发送分组. 可靠 保证可靠性的网络协议;分布式 的路由选择协议使网络有很好的生存性.
例如,带宽是 10 M,实际上是 10 Mb/s. 这里的 M 是 106.
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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.
传播时延 = 信道长度(米) 信号在信道上的传播速率(米/秒)
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相关三级网络技术部分真题
(2009.3)如果网络结点传输10bit数据 需要1×10-8s,则该网络的数据传输速率 为
A)10Mbps B)1Gbps C)100Mbps D)10Gbps
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(2010.3)如果数据传输速率为 1Gbps, 那么发送 12.5Mbyte 数据需要用
路由器 路由器 路由器 网络 B 网络 路由器 网络 网络
这就是基于存储转发的分组交换
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网络核心部分 H2 路由器 网络 主机 H1
H4 H6
H5 H3
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网络核心部分 路由器 H2 B 主机 H1 发送的 分组 C H3 D E
H4 H6
A
H5
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分组交换网的示意图
H2 路由器 B 主机 H1 A H5 互联网 E H6 H4 D
计算机网络概述(二)
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本节要点
分组交换的主要特点 存储转发的含义 计算机网络的分类 带宽与宽带的含义 两种速率
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因特网的核心部分
网络核心部分是因特网中最复杂的部分. 网络中的核心部分要向网络边缘中的大量 主机提供连通性,使边缘部分中的任何一 个主机都能够向其他主机通信(即传送或 接收各种形式的数据). 在网络核心部分起特殊作用的是路由器 (router).
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电路交换的特点
电路交换必定是面向连接的. 电路交换的三个阶段:
建立连接 通信 释放连接
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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
中继线 A 用户线 交换机 交换机 C 用户线 D 交换机 中继线 交换机 B
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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
假定这个报文较长 不便于传输
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添加首部构成分组
每一个数据段前面添加上首部构成分组.
报文 数 分组 1 据 首部 分组 2 首部 分组 3 首部 数 据 数 据
请注意:现在左边是"前面"
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分组交换的传输单元
分组交换网以"分组"作为数据传输单 元. 依次把各分组发送到接收端(假定接收 端在左边). 分组 1
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路由器的重要任务
路由器是实现分组交换(packet switching) 的关键构件,其任务是转发收到的分组, 这是网络核心部分最重要的功能.
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电路交换的主要特点
两部电话机只需要用一对电线就能够互 相连接起来.
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更多的电话机互相连通
5 部电话机两两相连,需 10 对电线.
N 部电话机两两相连,需 N(N – 1)/2 对电线. 当电话机的数量很大时,这种连接方法需要的电线 对的数量与电话机数的平方成正比.
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