计算机网络体系结构的分析特点(ppt 30页)

集中器:为了节省通信费用,可在远程终端较密集处加一个集中器。集 中器的一端用多条低速线路与各终端相连,其另一端则用一条较高 速率的线路与计算机相连。
集中器 终 端
图1-3 终端通过集中器走向主机
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第一章 概 述
（2）第二阶段：计算机通信网络(中国未经,20世纪60年代) ——多个计算机连接起来的用于传输信息的计算机群。以美国的 ARPANET与分组交换技术为重要标志。分组交换网是以网络为中 心,主机和终端都处在网络的外围,构成了用户资源子网。用户通过 分组交换网可共享用户资源子网的许多硬件和各种丰富的软件资源。 为了和用户资源子网对比,就将分组交换网称为通信子网。
第一章 概 述
1.3.2 时延
时
—— 是指一个报文或分组从一个网络（或一条链路）
的一端传送到另一端所需的时间。由三部分组成：发
延
送时延、传播时延、处理时延。
发 是发送数据时使数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间，
送
也就是从数据块的第一个比特开始发送算起，到最后一个比特
时 延
发送完毕所需的时间。也称传输时延。
发送时延
数据块长度 信道带宽
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第一章 概 述
定义
传 是信号（电磁波或光波）在信道中需要传播一定的距离而花费
播 时 延
的时间。例如，电磁波在自由空间的速度：3.0×105km/s，在 铜线电缆中2.3×105km/s，在光纤中2.0×105km/s。
图1-4 通过分组交换网连接主机和终端
特点: 是"计算机-计算机"通信,没有主从关系；但体系结构差异较大, 不利于互联,以通信为主要目的。
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（3）第三阶段:计算机网络
—— 在协议的控制下,以实现资源共享为主要目的,借助于通信系统联结的多 个计算机集合。
（4）树型网络 组成: 各节点按层次进行连接,处于越高层次的节点,其可靠性要求越高。 优点: 这种结构总线路长度较短,容易扩展和进行故障隔离。 缺点: 结构比较复杂且对根的依赖性太大
（5）网状型网络 组成: 一般又分有规则和无规则型 优点: 最大特点是可靠性高,因为节点间存在着冗余链路,某个链路出了 故障,还可以选择其它。 缺点: 通信线路长、成本高、路径控制复杂。
1.2.1 按拓朴结构分
1.2.1.1 计算机网络的拓朴结构
拓扑(topolgy)是从图论演变而来的概念，是一种研究与大小形状无关 的点、线、面特点的方法。在计算机网络中抛开网络中的具体设备，把象工 作站、服务器、交换机等网络单元抽象为“点”，把网络中的电缆等通信介 质抽象为“线”，这样从拓扑学的观点看计算机和网络系统，就形成了点和 线组成的几何图形，从而抽象出了网络系统的具体结构。我们称这种采用拓 扑学方法抽象的网络结构为计算机网络的拓扑结构。
计算机网络的基本概念，计算机网络的发展、组成、 结构、分类及性能指标，计算机网络的体系结构。
重点掌握
• 计算机网络的组成 • 计算机网络的主要性能指标 • ISO/OSI体系结构 • TCP/IP体系结构
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第一章 概 述
1.1 计算机网络及其发展过程 1.1.1 计算机网络的概念
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在采用广播信道的通信子网中,一个公共的通信信道被多个网络结点共 享。所有节点共享传输介质,任何一个节点发送到网上的信息可为网中所有 其它节点接受。适合于局域网。
图1-6 广播信道通信子网的拓朴结构
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特点：
① 开放性: 一是相对其直接应用环境的开放和对不同应用的适应,二是 相对其互联环境的开发,便于与其他网络和计算机的互联。
② 综合性: 体现了系统中各要素间的更紧密结合。 ③ 智能化: 是人工智能技术与网络技术的结合。
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1.2 计算机网络的分类
例 ： 中 国 科 技 网 (CSTNET) 、 中 国 教 育 和 科 研 计 算 机 网 (CERNET) 。
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1.2.4 按计算机间的关系分
分为：集中式网络、分散式网络、分布式网络。
（1）集中式网络: 在一个集中式网络里,所有的信息流必须经过中央处理 设备(即交换结点)，链路都从中央交换结点向外辐射。这个中心结点 的可靠性基本上决定了整个网络的可靠性。集中式网络又称为星形网。
计算机网络(Computer Networks)：用通讯线路将分散在不 同地点的具有独立自主的计算机系统相互联接,并按网络协议进行 数据通讯和实现资源共享的计算机集合,称为计算机网络。
1.1.2 计算机网络的组成
（1）若干个主机，向用户提供服务，构成资源子网; （2）一个通信子网，由一些专用的结点交换机和连接这些结点的
（2）分散式网络: 分散式网络是集中式网络的扩展,它又称为非集中式网 络。分散式网络的特点是它的某些集中器或复用器具有一定的交换功 能,因此网络变为星形网与格状网的混合网。分散式网络的可靠性提 高了。
（3）分布式网络: 分布式网络是格状网。也就是说,其中任何一个结点都 至少和其他两个结点直接相连,因而分布式网络的可靠性是最高的。 现在一些网络常把主要的主干网络做成分布式的,而非主干网络则做 成集中式的。
（2）广域网WAN（Wide Area Network）:大区域的计算机网络,如多个LAN 互联而构成的跨市、国家和国际性的计算机网络。广域网有时也称为 远程网。 特点:数据传输率LAN低得多,一般是数百至数千bps,近年来随着通信 技术进步可提高到数十甚至几百Mbps。
（3）城域网MAN（Metropolitan）:作用范围在广域网和局域网之间,例如 作用范围是一个城市,其传送速率的范围较宽,其距离范围约为5～ 50km。
计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型。分为两大类：①点—— 点线路通信子网的拓扑;②广播信道通信子网的拓扑。
点——点线路通信子网的拓扑结构有：星型、环型、树型、全连接型、 交叉环型、网状型。如图1-5所示。
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第一章 概 述
图1-5 点—点线路通信子网的拓朴结构
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图1-7 按计算机间的关系划分
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1.3 计算机网络的主要性能指标 1.3.1 带宽
带
对信号：指该信号的各种不同频率成份所占据的频率范围。 例如，电话信号标准带宽3.1kHz(300Hz~3400Hz).
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1.2.3 按网络的使用范围分
分为：公用网、专用网。 （1）公用网:一般是国家的电信部门建造的网络。公用网也可称为公众网。
例：中国公（2）专用网:是某个部门为本系统的特殊业务工作的需要而建造的网络。
宽
对通信线路：指允许通过的信号频率范围，也称为通频带.
对于数字信道，人们通常把带宽和数据率（吞吐 量）不加区别，混为同义。严格地说，两者是有 区别的，数据率是指数字信道传送数字信号的速 率，单位为：bit/s、bps、kbps、Mbps、Gbps
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Education, 高等教育出版社，2001年。 4. W.Richard Stevens, 《TCP/IP Illustrated》, Volume 1,China Machine
Press,2002.01.
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第1章 概 述
基本内容
第一章 概 述
1.2.1.2 按拓朴结构分类 计算机网络按拓朴结构分为：星型网络、环型网络、总线型网络、
树型网络、网状型网络。
（1）星型网络 组成: 各节点间无直接的链路,分节点间的通信必须通过中心节点间 接实现。 优点: 结构简单、构造容易、便于管理和访问协议简单。 缺点: 中心节点负担过重、扩充困难,对中心节点的可靠性要求高,通 信线路总长度长,费用高,安装、维护麻烦。
（2）环型网络 组成: 各主机经由各自的中继器或转发器和点到点链路组成闭合环。 优点: 结构简单,传输路径长度较短,最大延迟确定,时实性较好。 缺点: 某个节点出错可能会终止全网运行,既可靠性较差；同时扩充 困难,这是由于此时需要对全网拓扑和访问机制进行调整所致。
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特点:全网具有统一的体系结构,以资源共享为主要目的。
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第一章 概 述
（4）第四阶段:计算机互联网(20世纪90年代）
——计算机网络向高速化、宽带化(2G)、多媒体方向发展。未来通信和 网络的目标是实现5W(3G)的个人通信(任何人who在任何时候when任何 地方where都可以和任何一个其他人whomever传送任何信息whatever)。
传播时延 电磁波在 信信 道道 长上 度的速 传率 播
处 理
是数据在交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的
通信链路组成; （3）一系列的协议，用来控制主机之间或主机和子网之间的通信。
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第一章 概 述
1.1.3 计算机网络的发展过程