计算机网络的定义及分类

slave
²蜂窝电话（ 1G/2G/3G） ²无线高速接入 IEEE802.16
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家居网络
r 家居网络 ¦未来家庭内的每个设备 都具有与其他设备通信 的能力； ¦所有的设备都能访问 Internet；
于
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计算机网络的元素
( 本地 ISP
路由器
(
¢主机 ¢通信链路 ¢路由器 ¢通信软件 ¢拓扑结构
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主机 6
区域网络
公司网络 服 务 器
¦问：发送该文件需多少时间 ？
每条电路的传输率 = 1.536Mbps/24 = 64kbps 传输文件时间 = 640kb/64kbps = 10s 发送该文件所需时间 = 建立连接时间 + 传输文件时间
= 10. 5s
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r 网卡、集线器、网桥、中继器、交换机、路由器
²规模 ²传输技术 ²拓扑结构
²IEEE802.3
²快速以太网
²IEEE802.4 ²IEEE802.5
中低速网络
²千兆以太网 高速网络
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交换
r电路交换 (circuit switching) r报文交换(message switching) r分组交换 (packet switching)
(
端局
长途局
客 户 机-服 务 器 模 式
Client process
主 机
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¢WWW ¢ FTP ¢ telnet ¢ QQ ¢ MSN
Request
Reply
Server process
服 务 器
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¢ 小型、地理位置上集中的网络多 采用广播形式；
¢ 大型网络通常采用点到点方式；
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局域网络（LAN）
r 覆盖距离一般为10km左右 r 广播，共享媒体 r 总线型、环型
覆盖的地理范围为一座建筑 物、一个校园、一个企业…
¦不能充分发挥传输 媒体的潜力
¦传输媒体的价格昂 贵
¦长距离连接的建立 过程长
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电路交换(续)
A
电路交换机
每条链路由 n条“电路” 组成 (FDM /TDM)
电路交换机
B
电路交换机
数字链路
C
模拟链路
D
r每个端－端电路获得链路带宽的l/n部分 r一条链路上的n条电路可以是FDM或 TDM电路
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频分与源自文库分复用
4KHz
FDM
链 路
4KHz
对等模式（peer-to-peer）
¦一般是层叠网 ¦无固定的服务器 ¦无固定的客户机 ¦没有集中控制中心
¢Napster ¢maze
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移动计算与无线网络
r 随时随地与Internet连接的需求 r 军事应用 r 智能停车场、自动售货机、水/电/气表 r M-commerce
报文交换(续)
r优点 ¦提供有效的通信管理 ¦减轻网络通信的拥挤情况 ¦（和电路交换相比）更加有效地利用信道资源 ¦在不同的时区里提供了异步通信能力
r缺点 ¦不能满足实时应用的要求 ¦投资可能大 ¦不适合交互式通信
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第二讲 计算机网络的定义及分类
计算机网络定义及分类
r 基本要求 ¦理解计算机网络的 分类方法
¦熟练掌握交换技术 r阅读
¦1.1 ¦1.2 ¦2.5.5
r 主要内容 ¦计算机网络的定义 ¦计算机网络的传输 技术
¦计算机网络的覆盖 范围
¦计算机网络的交换 技术
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报文交换
报文(message)：一整段有意义的信息。 r 存储－转发延迟
中间节点存储并转发报文而产生的延迟。 r 排队延迟
缓冲区 = 队列
Transmission link of R bps
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r 关键点 ¦地理分散 ¦独立功能 ¦通信系统 ¦资源 ¦信息交流
联网的目的在于实现资源共享和信息交流。
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分布式系统
r 分布式系统 “多台独立自主的计算机的存在对用户来说是透明
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分组交换(续)
A， B包的到达顺序并不遵循任何间隔次
序 ， 而是随机的或统计的。 即只要链路
A
上出现包，即可发送，统计多路复用。
C
28.8kbps
AABABA
28.8kbps
B
1.544Mbps
10Mbps
r 家居网络的特点 ¦网络和设备安装简单 ¦网络和设备操作简单 ¦成本低廉 ¦支持多媒体 ¦安全和可靠
²计算机（桌面 PC、笔记本、 PDA、共享外设） ²娱乐设备（ TV、 DVD、 VCR、数字相机、 MP3） ²远程通信设备（电 话、移动电话、传真、对讲机）
²居家用品（微波炉 、冰箱、时钟、照明） ²遥感测量（电表、 防火 /盗报警、自动调温、婴儿护理）
¦可穿戴计算机 ¦无线个域网络 ¦智能手表 /传感器
Internet
广播网路
r发送模式
广播网络只有一个通信信道， 为网络上所有的机器所共享。
¦ 单 播(unicast) ¦ 广 播(broadcast)
r多播 (multicast)
r分配策略
¦静态 ¦动态
²集中的
²分布的
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TDM 1 22 3 4 1 2 3 4 1 22 3 4
Frame Slot
所有标为2的槽都用于特定的发送者 -接收者。
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电路交换实例
r 例1：A给B发送一 长为 640kbits的文件 ¦采用24槽的 TDM ¦位速率为 1. 536Mbps ¦连接建立时间为 500ms
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计算机网络
r 计算机网络 “计算机网络是由若
干地理上分散的、 具有独立功能的计 算机系统利用各种 通信系统互相连接 起来而形成的计算 机系统集合 。”
²发到第一条链路所需时间为L/R； ²然后依次在Q－1条链路上传输； ²因为它必须存储转发Q－1次，故整个延迟为Q*L/R
城域网(MAN)
r 本地有线电视网络
覆盖的地理范围为一座城市。
r 高速无线接入网802.16
头端
汇接盒
Internet http://mobile.grids.cn
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广域网(WAN)
r 子网的组成 ¦传输线
覆盖的地理范围非常大，可 达数百公里或数千公里。
D
28.8kbps
E
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分组交换(续)
r 例2：从A向E发－长为L位的包。 ¦在A与E之间有Q条链路； ¦每条链路速率为Rbps； ¦忽略排队延迟； ¦忽略端－端的传播延迟； ¦没有连接建立时间； ¦问延迟？
分组交换
分组/包(packet)：没有完整意义。 r特点
¦在繁忙的通信电路中，由于能将数据分隔到不同 的路由，故能对带宽资源进行有效的利用。
¦传输过程中，如果网络的一条特定的链路出现故 障而中断，剩余的数据包可通过其它路由传送。
r缺点 ¦存储－转发延迟、排队延迟、包丢失
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¦分布式系统中多个自治计算机系统的存在对用 户是透明的；
¦分布式系统负责作业的分配和协调、相关数据
(
尤 其 是
和 分 布 式
OS)
的移动和汇合、整个系统的管理；
的
︐区
r 计算机网络与分布式系统的共同点 ¦分布式系统和网络都要在系统内对文件进行调 度
¦分布式系统是网络的一个特例
而 不 是 硬 件 ︒
别 更 多 地 取 决
J
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交换元素
¦存储－转发技术 ¦路由选择机制
J
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无线网络
r 系统互连 r 无线LAN r 无线WAN
Internet
IEEE802.11
基站
Bluetooth
master
~
移动通信 Copyright ©2006 YAN Wei. All rights reserved.
计算机网络功能
r 计算机网络的功能
r优点
¦资源共享
¦资源共享
¦通信功能 ¦多媒体可视化功能
¦高可靠性 ¦节约经费 ¦扩展性
r应 用
¦访问远程信息 ¦个人— 个人通信
¦强大通信手段 ²email ²协同工作
交换局
(
长途局 端局
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电路交换
在电路交换中，发送方和接收方设备之间将建立 一条专用的物理链路，并在通话期间保持不变。
r优点
r缺点
¦实时性好
¦稳定的数据传输速 率
¦不存在信道访问延 迟
的”
¦ 透 明(transparent) 指某物或某种机制的存在不为观察者所察觉， 看上去象不存在一样。
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计算机网络与分布式系统
r 计算机网络与分布式系统的区别
软网 件络
¦ 交换元素（ 路由器 ）
r 连接方式
¦公用数据网络(PDN) ¦T1/T3高速数字线 ¦ DDN专 线
¦点— 点
¦存储— 转发 ¦分组交换
¦专线
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广域网(WAN)
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点— 点网络
由许多一对对计算机间的连接组成。
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¦交互娱乐（VoD,游戏… ）
²视频会议
¦电子商务
²电子商务
¦移动计算
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计算机网络功能
单机环境
网
络
化
后
…．
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