计算机网络整理（谢希仁版）

计算机网络第一章——概述

本章重点内容

1．计算机网络的定义：计算机网络是一些互相连接的、自治的计算机的集合。（必考）

 

2．从网络的作用范围进行分类：

广域网 WAN (Wide Area Network)

局域网 LAN (Local Area Network)

城域网 MAN (Metropolitan Area Network)

个人区域网 PAN (Personal Area Network)

从网络的使用者进行分类：

公用网 (publicnetwork)

专用网 (privatenetwork)

 

3．计算机网络的性能指标：

       1．速率

       2．带宽

       3. 吞吐量

       4. 时延(delay 或 latency)

       5. 时延带宽积

6. 利用率

 

 

3-1．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。

 

3-2．发送时延    发送数据时，数据帧从结点进入到传输媒体所需要的时间。

也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。

 

传播时延    电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。

信号发送速率和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。

 

 

处理时延    交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。

排队时延    结点缓存队列中分组排队所经历的时延。

排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。

若令 D₀ 表示网络空闲时的时延，D 表示网络当前的时延，则在适当的假定条件下，可以用下面的简单公式表示 D和 D₀之间的关系：

U 是网络的利用率，数值在 0 到 1 之间。

 

4．计算机网络体系结构的概念定义：

计算机网络的体系结构(architecture)是计算机网络的各层及其协议的集合。

体系结构就是这个计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义。

 

5．计算机网络体系结构的相互作用：

 

路由器在转发分组时最高只用到网络层

而没有使用运输层和应用层。

 

牢牢记住这个图（必考）

（理解这个图）

6．几个重要的概念：

6-1．网络协议(networkprotocol)，简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。

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，完成何种动作以及做出何种响应。

同步   事件实现顺序的详细说明。

 

6-2．在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。

要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务。

 

下面的协议对上面的服务用户是透明的。

 

协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。

 

服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。

 

同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为服务访问点 SAP (Service Access Point)。

 

本章重点习题

1-10  试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共x（bit）。从源点到终点共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b(b/s)。在电路交换时电路的建立时间为s(s)。在分组交换时分组长度为p(bit) ，且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？（提示：画一下草图观察k段链路共有几个结点。） 

 

答：线路交换时延：kd+x/b+s,  分组交换时延：kd+(x/p)*(p/b)+ (k-1)*(p/b) 

其中(k-1)*(p/b)表示K段传输中，有(k-1)次的储存转发延迟，当s>(k-1)*(p/b)时，电路交换的时延比分组交换的时延大，当x>>p, 相反。

  （如果看不懂图，那么请参考书中P16）

 

 

 

 

 

1-11  在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和(p+h)(bit),其中p为分组的数据部分的长度，而h为每个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关。通信的两端共经过k段链路。链路的数据率为b(b/s)，但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。

若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取为多大？（提示：参考图1-12的分组交换部分，观察总的时延是由哪几部分组成） 

 

 

答：总时延D表达式，分组交换时延为：D= kd+(x/p)*((p+h)/b)+ (k-1)*(p+h)/b          D对p求导后，令其值等于0，求得p=[(xh)/(k-1)]^0.5