信息网络理论基础第6章
合集下载
计算机网络基础知识讲解
计算机网络基础知识讲解第一章：计算机网络概述计算机网络是指将分散的计算机系统通过通信设备和技术连接起来，以实现资源共享和信息传递的一种技术体系。
它由硬件设备、软件系统和通信协议组成。
计算机网络的发展不仅改变了人们的生活方式，也提升了工作效率和信息传递速度。
第二章：计算机网络体系结构计算机网络体系结构是计算机网络的基本组织形式，它定义了网络中各个功能模块的层次结构和相互关系。
常见的计算机网络体系结构包括OSI参考模型和TCP/IP参考模型。
OSI参考模型由七层组成，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层；而TCP/IP参考模型由四层组成，分别是网络接口层、网络层、传输层和应用层。
第三章：物理层物理层是计算机网络体系结构中的底层，它负责传输比特流，实现计算机之间的直接通信。
物理层的主要任务包括传输媒介的选择、数据传输速率的确定和传输模式的划分等。
常见的物理层传输介质包括双绞线、同轴电缆、光纤和无线信道等。
第四章：数据链路层数据链路层负责将物理层传输的比特流转化为数据帧，并通过物理链路在网络中传输。
数据链路层的主要功能包括数据帧的封装、差错检测和纠错、流量控制和数据链路的访问控制等。
常见的数据链路协议包括以太网、PPP和HDLC等。
第五章：网络层网络层负责将数据链路层传输的数据帧进行路由选择和转发，实现网络之间的通信。
网络层的主要任务是将数据分组转发到目标主机的网络地址。
常见的网络层协议包括IP协议和ICMP协议等。
第六章：传输层传输层负责在源主机和目标主机之间建立可靠的端到端通信，并提供数据分段和重组的功能。
传输层为应用层提供了可靠的、面向连接的数据传输服务。
常见的传输层协议包括TCP协议和UDP协议等。
第七章：应用层应用层是计算机网络体系结构中的最高层，它负责实现各种应用程序之间的通信。
应用层为用户提供了各种网络应用服务，包括电子邮件、文件传输、远程登录和网页浏览等。
常见的应用层协议包括HTTP协议、SMTP协议和FTP协议等。
计算机网络各章重点总结
计算机网络各章重点总结第一章网络概述计算机网络是连接不同地理位置的计算机和设备，通过通信技术进行数据交换和资源共享的系统。
第二章物理层物理层负责通过物理媒介传输比特流，主要包括传输介质、数字信号和模拟信号等内容。
第三章数据链路层数据链路层建立和管理节点之间的数据链路连接，并提供错误检测和纠正、流量控制和访问控制等功能。
第四章网络层网络层负责选择数据包的路由和转发，包括IP地址和路由器等重要概念和协议。
第五章传输层传输层提供端到端的通信控制并保证可靠传输，主要包括TCP和UDP协议等内容。
第六章应用层应用层为用户提供网络应用服务，包括HTTP、FTP、DNS等常见应用协议的工作原理和应用场景。
第七章网络安全网络安全是保护计算机网络免受未经授权访问、攻击和数据泄露的重要措施，包括认证、加密和防火墙等技术。
第八章无线和移动网络无线和移动网络使用无线通信技术，支持移动设备和用户在无线环境中进行数据传输和通信。
第九章多媒体网络多媒体网络支持音频、视频和图像等多媒体数据的传输和实时应用，包括流媒体、视频会议等技术。
第十章网络管理网络管理负责对计算机网络进行监控和管理，包括性能管理、配置管理和故障管理等内容。
总结：计算机网络是现代通信技术的重要组成部分，各层次的协议和技术为数据的传输和通信提供了基础支持。
从物理层到应用层，每个层次都有其独特的功能和特点。
网络安全、无线和移动网络、多媒体网络以及网络管理等方面也是计算机网络领域的重要研究方向。
随着技术的发展和应用的扩大，计算机网络将继续为人们提供更多便利和高效的通信方式。
计算机网络信息安全理论与实践教程 第6章
第6章 认证技术的原理与应用 一个Kerberos系统涉及到四个基本实体： * Kerberos客户机：用户用来访问服务器的设备。 * AS(Authentication Server)：为用户分发TGT(Ticket Granting Ticket)的服务器。用户使用TGT(Ticket Granting Ticket)向TGS(Ticket Granting Server)证明自己的身份。 * TGS(Ticket Granting Server)：为用户分发到最终目 的票据的服务器，用户使用这个票据向自己要求提供服务的服 务器证明自己的身份。 * 应用服务器(Application Server)：为用户提供特定服务。
第6章 认证技术的原理与应用
1. 向AS申用TGT用据 2. 证发TGT发客客 Kerberos客客 AS目目应 3. 证发TGT和应用目目用据申申 4. 证发应用用据发客客 TGS目目应 KDC 5.证发包包用据发目目应 6. 应用目目应应认申用
应用目目应
图6-5 Kerberos工作流程示意图
图6-1 单向认证过程示意图
第6章 认证技术的原理与应用 6.4.2 双向认证 双向认证是指在网络服务认证过程中，不仅服务方对客户 方要进行鉴别，而且客户方也要鉴别服务方的身份。双向认证 增加了客户方对服务方的认证，这样就可以解决服务器的真假 识别安全问题。双向认证过程如图6-2所示，认证过程由九步 构成： 第一步，客户方向服务器发出访问请求； 第二步，服务器要求客户方输入ID； 第三步，客户方向服务器输入ID；
第6章 认证技术的原理与应用 第二步，服务器要求客户方输入ID； 第三步，客户方向服务器输入ID； 第四步，服务器要求客户方输入密码； 第五步，客户方向服务器输入密码； 第六步，服务器验证ID和密码，如果匹配则允许客户进 入系统访问。
网络基础知识及答案
第六章网络基础一、选择题1．在开放系统互连参考模型(OSI)中，最底层是。
A.物理层 B．网络层 C．传输层 D．数据链路层2．在计算机网络发展过程中，对计算机网络的形成与发展影响最大。
A．OCTPUS B．Nowell C．DATAPAC D．ARPANET3．为了指导计算机网络的互联、互通和互访，ISO颁布了OSI参考模型，其基本结构分为( )。
A． 4层 B. 5层 C. 6层 D. 7层4．是属于网络传输媒体。
A．电话线、电源线、接地线 B．电源线、双铰线、接地线C．双铰线、同轴电缆、光纤 D．电源线、光纤、双铰线5．不是信息传输速率比特的单位。
A．bit/s B．b/s C．bps D．t/s6．网络类型按地理范围分为。
A．局域网、以太网、广域网 B．局域网、城域网、广域网C．电缆网、城域网、广域网 D．中继网、局域网、广域网7．下列操作系统中不是NOS(网络操作系统)的是。
A．DOS B．NetWare C．Windows NT D．Linux8．局域网硬件中占主要地位的是。
A. 服务器B. 工作站 C．公用打印机 D．网卡9．LAN是的英文的缩写。
A．城域网 B．网络操作系统 C．局域网 D．广域网10. 计算机网络与一般计算机互联系统的区别是有无为依据。
A. 高性能计算机 B．网卡 C．光缆相连D．网络协议11．计算机网络的通信传输介质中速度最快的是。
A．同轴电缆 B．光缆 C．双绞线 D．铜质电缆12．通过网上邻居将网络上某计算机共享资源中的文件删除后。
A.不可恢复B.可以在本机回收站中找到C.可以在网络上其他计算机上找到D.可以在被删除的计算机上找到13．OSI模型的最高层是，最低层是。
A. 网络层/应用层 B．应用层/物理层C. 传输层/链路层 D．表示层/物理层14．以下不是计算机网络常采用的基本拓扑结构。
A. 星型结构 B．分布式结构 C．总线结构 D．环型结构15．计算机网络最显着的特征是。
信息网络理论基础第6章
满, 最后, 使Y节点和Z节点也发生缓冲区满, 各链路以各自的容 量传送业务。
第 6 章 流量和拥塞控制
无论何时, 只要X节点发送分组至A或D, 节点A或D都要 接收并确认此输入分组。因为X从Y接收分组的是从Z接收速 率的两倍(Y→X的容量是Z→X容量的两倍),节点X发往A的分 组速率似乎是发往B分组速率的两倍。因此,X节点缓冲区当 中,至A分组与至B分组的比率为2∶1。至A分组以X→A链路的 最大速率(8 kb/s)传送, 因而,至D的传送速率是此速率的一
第 6 章 流量和拥塞控制
此外,公平性本身也是非常复杂的,不同优先级和不同类型
的业务,对公平性的要求往往是不一样的。假定有一个网络如图
6－3 所示,它由n条链路组成, 每条链路的容量为1单位/秒。如果
我们的目标是给所有Session相同的速率, 则每个Session的速率
为 1 , 则最终网络的通过量为 n 1
拥塞控制的基本原理是: 寻找使对网络资源的要求小于网 络可用资源成立的条件。这或者是增大网络的某些可用资源 (如业务繁忙时增加一些链路, 增大链路的带宽, 或使额外的 通信量从另外的通路分流), 或减少一些用户对某些资源的需 求(如拒绝接受新的建立连接的请求, 或要求用户减轻其负荷, 这属于降低服务质量)。 但正如上面所讲过的, 在采用某种措 施时, 还必须考虑到该措施所带来的其他影响。
第 6 章 流量和拥塞控制
拥塞控制和流量控制概念经常混淆的原因是, 某些拥塞控 制算法在网络出现麻烦时, 也会发送一些反馈信息给发送分组 的源节点, 通知它们降低发送速率。 因此发送节点降低速率 可能有两方面原因: 一是接收节点来不及接收发送节点的分组, 二是网络来不及处理发送节点的业务流。
第 6 章 流量和拥塞控制
第 6 章 流量和拥塞控制
无论何时, 只要X节点发送分组至A或D, 节点A或D都要 接收并确认此输入分组。因为X从Y接收分组的是从Z接收速 率的两倍(Y→X的容量是Z→X容量的两倍),节点X发往A的分 组速率似乎是发往B分组速率的两倍。因此,X节点缓冲区当 中,至A分组与至B分组的比率为2∶1。至A分组以X→A链路的 最大速率(8 kb/s)传送, 因而,至D的传送速率是此速率的一
第 6 章 流量和拥塞控制
此外,公平性本身也是非常复杂的,不同优先级和不同类型
的业务,对公平性的要求往往是不一样的。假定有一个网络如图
6－3 所示,它由n条链路组成, 每条链路的容量为1单位/秒。如果
我们的目标是给所有Session相同的速率, 则每个Session的速率
为 1 , 则最终网络的通过量为 n 1
拥塞控制的基本原理是: 寻找使对网络资源的要求小于网 络可用资源成立的条件。这或者是增大网络的某些可用资源 (如业务繁忙时增加一些链路, 增大链路的带宽, 或使额外的 通信量从另外的通路分流), 或减少一些用户对某些资源的需 求(如拒绝接受新的建立连接的请求, 或要求用户减轻其负荷, 这属于降低服务质量)。 但正如上面所讲过的, 在采用某种措 施时, 还必须考虑到该措施所带来的其他影响。
第 6 章 流量和拥塞控制
拥塞控制和流量控制概念经常混淆的原因是, 某些拥塞控 制算法在网络出现麻烦时, 也会发送一些反馈信息给发送分组 的源节点, 通知它们降低发送速率。 因此发送节点降低速率 可能有两方面原因: 一是接收节点来不及接收发送节点的分组, 二是网络来不及处理发送节点的业务流。
第 6 章 流量和拥塞控制
网络技术基础教程第六章
为了提高效率，DNS客户端通常会将 最近查询过的域名和对应的IP地址存 储在本地缓存中，以便在下次访问时 直接使用，而不需要再次向DNS服务 器查询。
FTP协议
概述
FTP是文件传输协议，它允许用户 在网络中上传和下载文件。FTP使 用TCP连接进行数据传输，并支 持主动和被动模式的数据传输。
工作原理
管理网络设备
管理网络设备包括监控设备的运行状态、管理设备的用户账户和权限、备份和恢复设备 的配置等。此外，还需要定期检查设备的性能和安全性，以确保网络的稳定性和可靠性。
05 网络应用与服务
万维网服务
万维网服务概述
万维网服务是一种基于互联网的应用，通过超文本 传输协议（HTTP）提供信息浏览和交互功能。
果。
网络安全重要性
随着网络技术的不断发展，网络 安全已经成为国家安全、社会稳 定和经济发展的重要保障，必须 采取有效的防护措施来应对各种
威胁。
防火墙技术
防火墙定义
防火墙是指一种或一系列设备，用于监控进出网络的流量，并根据 预设的安全策略来允许或拒绝流量的传输，以实现对网络安全的保 护。
防火墙类型
常见的防火墙类型包括包过滤防火墙、代理服务器防火墙和有状态 检测防火墙等。
工作站
工作站是一种高性能的个人计算机，主要用于图形设计、动画制作、科学计算 等需要高计算能力的任务。工作站通常配备有专业的图形卡、大屏幕显示器和 高性能的处理器。
网络接口卡与调制解调器
网络接口卡
网络接口卡是安装在计算机上的硬件设备，用于连接网络。它具有一个或多个RJ-45接口，使用双绞线与集线器 或交换机连接。网络接口卡也称为网卡，具有驱动程序，以便与操作系统交互。
HTTP协议
信息网络理论基础2
22
1.2.1 数据传输链路
用户到网络 的接口 网络间的 接口 用户到网络 的接口
用户
节点
网络
节点
用户
用户到网络节点（路由器或交换机）之间的链路---接入链路 网络节点到网络节点（路由器或交互机）之间的链路---网络 链路
23
1.2.1 数据传输链路
接入链路
Modem xDSL ISDN 无线链路 局域网链路
33
1.2.1 数据传输网络
虚电路方式
34
1.2.1 数据传输网络
数据报方式
35
分组交换网的三个基本过程
分段和重装的过程。
在发端需将一条消息分成规定长度的分组，在收端需要 将分组重新装配，恢复原始的消息。
36
分组交换网的三个基本过程
通信网络基础
盛敏
Information Science Institute, Xidian University msheng@ /msheng/
参考书
信息网络理论基础 － 李建东， 西安电子科技大学 Data Networks － Second Edition, Dimitri Bertsekas Computer Networks－Third Edition， Andrew S.
18
1.2 通信网络的基本构成
当前实用的覆盖全国乃至全球的通信网中，通常由多种不同类型 的网络互连互通而构成。它包括的网络（通常称为子网）有： ATM（Asynchronous Transfer Mode，异步转移模式）网络、X.25 分组数据网、PSTN（Public Switched Telephone Network，公用电 话交换网）/ISDN（Integrated Service Digital Network,综合业务数字 网）、移动通信网/卫星通信网、FDDI（Fiber Distributed Data Interface，光纤分布式数据接口）环网、局域网及高速骨干核心网 等。整个网络通过以WDM（Wavelength Division Multiplexing，波 分复用）链路作为核心路由器的高速通道，形成高速信息传输平 台，将上述各子网互连互通，可形成一个无缝覆盖的网络。
1.2.1 数据传输链路
用户到网络 的接口 网络间的 接口 用户到网络 的接口
用户
节点
网络
节点
用户
用户到网络节点（路由器或交换机）之间的链路---接入链路 网络节点到网络节点（路由器或交互机）之间的链路---网络 链路
23
1.2.1 数据传输链路
接入链路
Modem xDSL ISDN 无线链路 局域网链路
33
1.2.1 数据传输网络
虚电路方式
34
1.2.1 数据传输网络
数据报方式
35
分组交换网的三个基本过程
分段和重装的过程。
在发端需将一条消息分成规定长度的分组，在收端需要 将分组重新装配，恢复原始的消息。
36
分组交换网的三个基本过程
通信网络基础
盛敏
Information Science Institute, Xidian University msheng@ /msheng/
参考书
信息网络理论基础 － 李建东， 西安电子科技大学 Data Networks － Second Edition, Dimitri Bertsekas Computer Networks－Third Edition， Andrew S.
18
1.2 通信网络的基本构成
当前实用的覆盖全国乃至全球的通信网中，通常由多种不同类型 的网络互连互通而构成。它包括的网络（通常称为子网）有： ATM（Asynchronous Transfer Mode，异步转移模式）网络、X.25 分组数据网、PSTN（Public Switched Telephone Network，公用电 话交换网）/ISDN（Integrated Service Digital Network,综合业务数字 网）、移动通信网/卫星通信网、FDDI（Fiber Distributed Data Interface，光纤分布式数据接口）环网、局域网及高速骨干核心网 等。整个网络通过以WDM（Wavelength Division Multiplexing，波 分复用）链路作为核心路由器的高速通道，形成高速信息传输平 台，将上述各子网互连互通，可形成一个无缝覆盖的网络。
计算机应用基础第6章-网络基础
4
概 述（续）
网络协议遵守OSI标准
打印机 NOS 服务器
互联设备
工作站
传输介质
图11.2 网络构成示意图
5
概 述（续）
• 计算机网络定义
–1969年美国国防部的研究机构首先建立的 ARPANET是最早的因特网
–1986年，美国国家科学基金会（NSF）建立 了基于TCP／IP协议的计算机通讯网络 NSFNET，它成为了Internet的主干网
– 面向终端的网络 面向终端的网络又称为第一代网络，它可看成主
机和若干终端组成，它比较高地利用计算机系统资源， 提高了计算机效率。但缺点是：主机系统负荷过重； 线路利用率低；仅局限于主机和终端的通信。 见下 页图示。
2
概 述（续）
通信线路
终 端
主机
通信装置
通信装置
图11.1 面向终端的网络
主机系统庞大，价格昂贵。
11
网络基本概念
• 计算机网络分类
–局域网（LAN，Local Area Network）
指的是一个部门或单位、一幢大楼内使用的网络， 采用专用通讯线路
–广域网（WAN，Wide Area Network）
通常是指涉及城市与城市之间、国家与国家之间， 甚至洲与洲之间的地理位置跨度比较大的网络。
–网际网
–20世纪最后十年美国的经济强势，很大程度 得益于以计算机网络为龙头的知识经济的迅 猛发展。
6
概 述（续）
• 计算机网络的发展 计算机网络的发展势必走向综合化和高速化。
– 综合化是指将多种业务综合到一个网络中，例 如我们可以将语音、资料、图像等都以二进制代 码的数字形式综合到一个网络中来传送。
– 高速化也称为宽带化，网络的传输速率由原来 的几十K比特每秒提高到几十、几百甚至几千兆比 特每秒。随着网络技术的不断发展，将来可能看 到电话网、有线电视网和计算机网络三网合一， 形 成 综 合 业 务 数 字 网 （ Integrated Services Digital Network，缩写为ISDN）。
概 述（续）
网络协议遵守OSI标准
打印机 NOS 服务器
互联设备
工作站
传输介质
图11.2 网络构成示意图
5
概 述（续）
• 计算机网络定义
–1969年美国国防部的研究机构首先建立的 ARPANET是最早的因特网
–1986年，美国国家科学基金会（NSF）建立 了基于TCP／IP协议的计算机通讯网络 NSFNET，它成为了Internet的主干网
– 面向终端的网络 面向终端的网络又称为第一代网络，它可看成主
机和若干终端组成，它比较高地利用计算机系统资源， 提高了计算机效率。但缺点是：主机系统负荷过重； 线路利用率低；仅局限于主机和终端的通信。 见下 页图示。
2
概 述（续）
通信线路
终 端
主机
通信装置
通信装置
图11.1 面向终端的网络
主机系统庞大，价格昂贵。
11
网络基本概念
• 计算机网络分类
–局域网（LAN，Local Area Network）
指的是一个部门或单位、一幢大楼内使用的网络， 采用专用通讯线路
–广域网（WAN，Wide Area Network）
通常是指涉及城市与城市之间、国家与国家之间， 甚至洲与洲之间的地理位置跨度比较大的网络。
–网际网
–20世纪最后十年美国的经济强势，很大程度 得益于以计算机网络为龙头的知识经济的迅 猛发展。
6
概 述（续）
• 计算机网络的发展 计算机网络的发展势必走向综合化和高速化。
– 综合化是指将多种业务综合到一个网络中，例 如我们可以将语音、资料、图像等都以二进制代 码的数字形式综合到一个网络中来传送。
– 高速化也称为宽带化，网络的传输速率由原来 的几十K比特每秒提高到几十、几百甚至几千兆比 特每秒。随着网络技术的不断发展，将来可能看 到电话网、有线电视网和计算机网络三网合一， 形 成 综 合 业 务 数 字 网 （ Integrated Services Digital Network，缩写为ISDN）。
网络和信息安全第2章 网络信息安全理论基础
网络和信息安全第2章网络信息安全理论基础《网络和信息安全第 2 章网络信息安全理论基础》在当今数字化的时代，网络信息安全已经成为了至关重要的议题。
它不仅关系到个人的隐私和权益，也对企业的发展、国家的稳定和安全有着深远的影响。
在深入探讨网络信息安全的具体实践和技术之前，我们有必要先了解其背后的理论基础。
首先，让我们来谈谈密码学。
密码学可以说是网络信息安全的基石。
简单来说，它就是通过对信息进行加密和解密来保护信息的机密性和完整性。
加密就是把明文（原始的、可读的信息）通过特定的算法转化为密文（不可读、看似杂乱无章的信息），只有拥有正确密钥的人才能将密文解密还原成明文。
常见的加密算法有对称加密算法和非对称加密算法。
对称加密算法中，加密和解密使用相同的密钥，比如AES 算法。
这种算法加密和解密速度快，但密钥的分发和管理存在一定困难。
非对称加密算法，像 RSA 算法，使用一对密钥，即公钥和私钥，公钥可以公开，用于加密信息，私钥则由所有者秘密保存，用于解密信息。
这解决了密钥分发的问题，但计算开销较大。
访问控制是另一个重要的理论概念。
它决定了谁能够访问哪些资源以及在何种条件下可以访问。
访问控制可以基于多种因素，比如用户的身份、角色、所在的组、访问的时间和地点等。
通过合理的访问控制策略，可以防止未经授权的用户访问敏感信息或执行关键操作。
比如，在一个公司的内部网络中，只有财务部门的员工才能访问财务数据，并且只能在工作时间内进行访问。
接着，我们来聊聊身份认证。
在网络环境中，确认用户的身份是确保信息安全的关键步骤。
常见的身份认证方式有基于用户名和密码的认证、基于数字证书的认证、生物特征认证等。
用户名和密码是最常见的方式，但存在密码被破解或遗忘的风险。
数字证书则通过第三方权威机构颁发的证书来验证用户的身份，具有更高的安全性。
生物特征认证，如指纹识别、面部识别等，利用人体的独特特征进行认证，难以伪造，但也存在技术不成熟和隐私保护等问题。
kj6第6章计算机网络基础知识ppt课件全
第31页
4．网卡
网卡又称网络适配器，通信线路通过它与 计算机相连接。网卡负责将用户要传递的 数据转换为网络上其他设备能够识别的公 共格式，通过网络介质传输。
第32页
5．中继器/集线器/交换机
（1）中继器（Repeater）
►用于同一网络中两个相同网络段的连接。对传 输中的数字信号进行再生放大，用以扩展局域 网中连接设备的传输距离。
（1）双绞线
►屏蔽双绞线（STP）
第29页
3．传输介质
（2）同轴电缆
►同轴电缆是指有两个同心导体，而导体和屏蔽 层又共用同一轴心的电缆。它是计算机网络中 使用广泛的另外一种线材。由于它在主线外包 裹绝缘材料，在绝缘材料外面又有一层网状编 织的金属屏蔽网线，所以能很好的阻隔外界的 电磁干扰，提高通讯质量。同轴电缆分为细缆 （RG-58）和粗缆（RG-11）两种。
►是计算机通过网络通讯所使用的语言，是为 网络通信中的数据交换制定的共同遵守的规 则、标准和约定，协议是一组形式化的描述， 是计算机网络软硬件开发的依据。
第20页
四、计算机网络的体系结构
3、OSI/RM（开放系统互联参考模型）
► 1984年，国际标准组织（ISO）公布了一个作 为未来网络体系结构的模型，该模型被称作开 放系统互联参考模型（OSI/RM）。
第14页
总线型结构优缺点
总线拓扑的优点是结构简单，便于扩充结 点，任一结点上的故障不会引起整个网络 的使用；缺点是总线故障诊断和隔离困难， 网络对总线故障较为敏感。
第15页
3、环型结构
环型拓扑是将各相邻站点互相连接，最终 形成闭合环。在环型拓扑结构的网络上， 数据传输方向固定，在站点之间单向传输， 不存在路径选择问题，当信号被传递给相 邻站点时，相邻站点对该信号进行了重新 传输，以此类推，这种方法提供了能够穿 越大型网络的可靠信号。
4．网卡
网卡又称网络适配器，通信线路通过它与 计算机相连接。网卡负责将用户要传递的 数据转换为网络上其他设备能够识别的公 共格式，通过网络介质传输。
第32页
5．中继器/集线器/交换机
（1）中继器（Repeater）
►用于同一网络中两个相同网络段的连接。对传 输中的数字信号进行再生放大，用以扩展局域 网中连接设备的传输距离。
（1）双绞线
►屏蔽双绞线（STP）
第29页
3．传输介质
（2）同轴电缆
►同轴电缆是指有两个同心导体，而导体和屏蔽 层又共用同一轴心的电缆。它是计算机网络中 使用广泛的另外一种线材。由于它在主线外包 裹绝缘材料，在绝缘材料外面又有一层网状编 织的金属屏蔽网线，所以能很好的阻隔外界的 电磁干扰，提高通讯质量。同轴电缆分为细缆 （RG-58）和粗缆（RG-11）两种。
►是计算机通过网络通讯所使用的语言，是为 网络通信中的数据交换制定的共同遵守的规 则、标准和约定，协议是一组形式化的描述， 是计算机网络软硬件开发的依据。
第20页
四、计算机网络的体系结构
3、OSI/RM（开放系统互联参考模型）
► 1984年，国际标准组织（ISO）公布了一个作 为未来网络体系结构的模型，该模型被称作开 放系统互联参考模型（OSI/RM）。
第14页
总线型结构优缺点
总线拓扑的优点是结构简单，便于扩充结 点，任一结点上的故障不会引起整个网络 的使用；缺点是总线故障诊断和隔离困难， 网络对总线故障较为敏感。
第15页
3、环型结构
环型拓扑是将各相邻站点互相连接，最终 形成闭合环。在环型拓扑结构的网络上， 数据传输方向固定，在站点之间单向传输， 不存在路径选择问题，当信号被传递给相 邻站点时，相邻站点对该信号进行了重新 传输，以此类推，这种方法提供了能够穿 越大型网络的可靠信号。
精品文档-计算机网络技术基础(曹建文)-第6章
第六章 端到端传输协议
差错率的接受与不可接受是取决于用户的。因此，网络 服务质量的划分是以用户要求为依据的。OSI根据传输层的功 能特点，定义了以下五种协议级别：
0级：简单连接。只建立一个简单的端到端的传输连 接，并可分段传输长报文。
1级：基本差错恢复级。在网络连接断开、网络连接 失败或收到一个未被认可的传输连接数据单元等基本差错时， 具有恢复功能。
第六章 端到端传输协议
6.2 TCP/IP参考模型中的传输层
6.2.1 传输层协议 TCP/IP的传输层提供了两个主要的协议，即传输控制协
议(TCP)和用户数据报协议(UDP)。 在TCP/IP体系中，根据所使用的协议是TCP或UDP，将所
传输的数据分别称为TCP报文段(Segment)或UDP报文、用户数 据报。
第六章 端到端传输协议
第六章 端到端传输协议
6.1 OSI/RM模型中的传输层 6.2 TCP/IP参考模型中的传输层 6.3 传输控制协议(TCP) 6.4 用户数据协议(UDP) 本章小结 习题
第六章 端到端传输协议
6.1 OSI/RM模型中的传输层
6.1.1 传输层端口的概念 传输层的任务是根据通信子网的特性最佳地利用网络资
源，为两个端系统的会话层之间提供建立、维护和取消传输 连接的功能，负责端到端的可靠数据传输。在该层，信息传 输的协议数据单元称为段或报文。
第六章 端到端传输协议
网络层只是根据网络地址将源节点发出的数据包传输到 目的节点，而传输层则负责将数据可靠地传输到相应的端口。
计算机网络中的资源子网是通信的发起者和接收者，其 中的每个设备称为端点；通信子网提供网络中的通信服务， 其中的设备称为节点。OSI参考模型中用于通信控制的有物理 层、数据链路层、网络层和传输层，但它们的控制对象不同。
信息论与编码理论基础(第六章)
进 行编码再送入信道传送，以降低平均差 错率而进行的编码称为信道编码。
信道编码主要分为：检验码、纠错码。
检验码只检查信息在传输过程中是否有差错， 而纠错码不但检查是否有差错，而且还可以 将错误的信息纠正。
3
2013-7-15
为什么要引入线性码
信道编码研究的主要问题是：发现或构造实际 上可实现的好码（纠错能力和传信率都比较理 想的码）。
注3：有限域GF(D)与实数域的区别是：传统的“逼 近”、“极限”的概念消失了。
2013-7-15 13
预备知识 -- Galois域
例：GF(2)上的方阵 1 0 1 是否可逆？
1 0 1 1 0 0
回答是肯定的。两种不同的判别方法都能够证明它是可逆的 ： （1）它经过可逆行变换能够变成单位阵； （2）它的行列式不等于0。（等于1！）
信道编码的引入
信息传输系统的基本功能是：在系统输 出端及时、准确地再现系统输入端发送 的信息。
我们希望信息传输多快好省，但现实与 我们的良好愿望之间总是存在差距。
首先，信息传输的速度受信道容量的限制， 不可能无限大； 其次，由于信道噪声的干扰，传输错误不可 避免。
1
2013-7-15
信道编码的引入
编码方案太多，以至全局搜索好码是不可能的，现 实的做法是对编码方案加以一定的约束，在一个子集中 寻找局部最优，这种约束既要能包含尽可能好的码，又 要便于分析，便于译码，目前对线性系统的研究远比非 线性系统充分
2013-7-15 4
线性分组码定义
n长向量 k长信息分组 。。。。。 n长码字 。。。。。
香农的信道编码定理指出：只要信息传输速 率低于信道容量，通过对信息进行适当的编 码，可以在不牺牲信息传输或存储速率的情 况下，将有噪信道或存储媒质引入的差错降 到任意低的程度。 这就是说，可以通过编码使通信过程实际上 不发生错误，或者使错误控制在允许的数值 之下。
信道编码主要分为：检验码、纠错码。
检验码只检查信息在传输过程中是否有差错， 而纠错码不但检查是否有差错，而且还可以 将错误的信息纠正。
3
2013-7-15
为什么要引入线性码
信道编码研究的主要问题是：发现或构造实际 上可实现的好码（纠错能力和传信率都比较理 想的码）。
注3：有限域GF(D)与实数域的区别是：传统的“逼 近”、“极限”的概念消失了。
2013-7-15 13
预备知识 -- Galois域
例：GF(2)上的方阵 1 0 1 是否可逆？
1 0 1 1 0 0
回答是肯定的。两种不同的判别方法都能够证明它是可逆的 ： （1）它经过可逆行变换能够变成单位阵； （2）它的行列式不等于0。（等于1！）
信道编码的引入
信息传输系统的基本功能是：在系统输 出端及时、准确地再现系统输入端发送 的信息。
我们希望信息传输多快好省，但现实与 我们的良好愿望之间总是存在差距。
首先，信息传输的速度受信道容量的限制， 不可能无限大； 其次，由于信道噪声的干扰，传输错误不可 避免。
1
2013-7-15
信道编码的引入
编码方案太多，以至全局搜索好码是不可能的，现 实的做法是对编码方案加以一定的约束，在一个子集中 寻找局部最优，这种约束既要能包含尽可能好的码，又 要便于分析，便于译码，目前对线性系统的研究远比非 线性系统充分
2013-7-15 4
线性分组码定义
n长向量 k长信息分组 。。。。。 n长码字 。。。。。
香农的信道编码定理指出：只要信息传输速 率低于信道容量，通过对信息进行适当的编 码，可以在不牺牲信息传输或存储速率的情 况下，将有噪信道或存储媒质引入的差错降 到任意低的程度。 这就是说，可以通过编码使通信过程实际上 不发生错误，或者使错误控制在允许的数值 之下。
第02章_3网络信息安全理论基础
解密变换簇: D
k2 K 2 , Dk2 D , 解密变换（映射、函数、算法）Dk2 :C M (decryption map, function, algorithm)
11
2.3 密码系统模型和密码体制
密码体制(Cryptosystem) 加密变换与解密变换的关系
k (k1 , k2 ) K 1 K 2 , Ek1 E , Dk2 D , 满足 m M 有：Dk2 ( Ek1 (m)) m. Dk2 称为Ek1的左逆变换 .
密文(Ciphertext)或密报(Cryptogram)：明文经密 码变换成的一种隐蔽形式。 加密(Encryption)：将明文变换为密文的过程。
解密(Decryption)：加密的逆过程，即由密文恢复 出原明文的过程。 加密员或密码员(Cryptographer)：对明文进行加密 操作的人员。
M m
c Ek1 (m)
c Ek1 (m)
Dk2 (c) m
C c
Dk2 (c) m
12
保密系统应当满足的要求
系统即使达不到理论上是不可破的，即 pr{m’=m}=0 ， 也应当为实际上不可破的。就是说，从截获的密文或 某些已知明文密文对，要决定密钥或任意明文在计算 上是不可行的。 系统的保密性不依赖于对加密体制或算法的保密，而 依赖于密钥。这是著名的Kerckhoff原则。
思考：用于加密的还是解密的秘钥保存？
20
2.3 密码系统模型和密码体制
密码系统的设计原则 设计加密函数与解密函数的学科称为密码编码学 (Cryptography)、密码学或保密学。 具有某种安全性
理论上不可破 实际上不可破
Kerckhoff假设：系统的保密性不依赖于对加密体制或 加（解）密算法的保密，而仅依赖于密钥的保密。 加密和解密算法适用于密钥空间的全部元素 系统便于实现和使用方便
数据通信与网络chapter06PPT课件
DNS协议
域名系统，用于将域名转换为 IP地址。
04
数据传输技术
有线传输技术
光纤传输
利用光信号在光纤中进行传输，具有传输速度快、传输距离远、抗干扰能力强等 优点。
铜线传输
利用铜线作为传输介质，包括双绞线和同轴电缆等，适用于短距离传输。
无线传输技术
无线电波传输
利用无线电波进行数据传输，如微波 和射频技术等，适用于移动通信和远 程通信。
传输层
提供端到端的通信服务，包括TCP和UDP 协议。TCP提供可靠的数据传输，而UDP 提供不可靠的数据传输。
应用层协议
01
02
03
04
HTTP协议
超文本传输协议，用于在 Web浏览器和Web服务器之
间进行通信。
FTP协议
文件传输协议，用于在网络上 传输文件。
SMTP协议
简单邮件传输协议，用于在网 络上传输电子邮件。
数据通信与网络Chapter 06 PPT课件
• 引言 • 数据通信基础 • 网络体系结构与协议 • 数据传输技术 • 网络安全与防护 • 案例分析与实践
01
引言
主题概述
数据通信与网络是现代信息社会的核心技术之一，它涉及到 计算机科学、电子工程等多个领域，是实现信息传输、数据 处理和网络互连的重要手段。
数据通信主要技术指标
数据传输速率
指单位时间内传输的数 据量，通常以比特率 （bit/s）表示。
误码率
频带利用率
信噪比
指在数据传输过程中出 现错误的概率，通常以 比特数/总比特数表示。
指单位频带内传输的数 据量，通常以比特率/赫 兹（bit/s/Hz）表示。
指信号功率与噪声功率 之比，通常以分贝（dB）
信息网络理论基础第1章
接入链路有多种形式, 如 Modem(调制解调器)链路、 xDSL链路、ISDN链路、无线链路(移动通信和卫星通信链路)、 局域网链路等。
第1章 信息网络概论
Modem链路是利用传统PSTN的电话线路, 在用户侧和网络 侧分别添加Modem设备来实现数据传输的, 其传输速率可以为 300 b/s到56 kb/s。
径。正是由于路由器的存在, 我们可以将任一用户(用户A)的 分组, 通过一个最优的路由(用户A→路由器E3→路由器C1→ 路由器C3→ATM网络→路由器E4→用户G)转发给任一目的用户
(用户G)。
第1章 信息网络概论
1.1.1 数据传输链路
数据传输链路分为两大类: 一类是用户到网络节点(路由 器或交换机)之间的链路(简称为接入链路), 另一类是网络节 点(路由器或交换机)到网络节点(路由器或交换机)之间的链 路(简称为网络链路)。
第1章 信息网络概论
SDH(Synchronous Digital Hierachy, 同步数字系列)是 在 美 国 贝 尔 实 验 室 提 出 的 SONET(Synchronous Optical Network, 光同步数字网)的基础上制定的技术标准, 它具有 一套标准化的结构等级STM-N(N=1,4,16,64)。它们的码速率 分别为:STM-1(155.520 Mb/s), STM-4(622.080 Mb/s), STM16(2 488.320 Mb/s)，STM-64(9 953.280 Mb/s)。
基本的选择路由的方式:一种是虚电路方式, 另一种是数据报
方式。 在虚电路方式中,在一个会话过程开始时,确定S→D的
一条逻辑通路(即实际分组传输时才占用物理链路,无分组传输 时不占用物理链路。此时物理链路可用于其他用户分组的传 输)。会话过程中所有的分组都沿此逻辑通道进行。例如图1
第1章 信息网络概论
Modem链路是利用传统PSTN的电话线路, 在用户侧和网络 侧分别添加Modem设备来实现数据传输的, 其传输速率可以为 300 b/s到56 kb/s。
径。正是由于路由器的存在, 我们可以将任一用户(用户A)的 分组, 通过一个最优的路由(用户A→路由器E3→路由器C1→ 路由器C3→ATM网络→路由器E4→用户G)转发给任一目的用户
(用户G)。
第1章 信息网络概论
1.1.1 数据传输链路
数据传输链路分为两大类: 一类是用户到网络节点(路由 器或交换机)之间的链路(简称为接入链路), 另一类是网络节 点(路由器或交换机)到网络节点(路由器或交换机)之间的链 路(简称为网络链路)。
第1章 信息网络概论
SDH(Synchronous Digital Hierachy, 同步数字系列)是 在 美 国 贝 尔 实 验 室 提 出 的 SONET(Synchronous Optical Network, 光同步数字网)的基础上制定的技术标准, 它具有 一套标准化的结构等级STM-N(N=1,4,16,64)。它们的码速率 分别为:STM-1(155.520 Mb/s), STM-4(622.080 Mb/s), STM16(2 488.320 Mb/s)，STM-64(9 953.280 Mb/s)。
基本的选择路由的方式:一种是虚电路方式, 另一种是数据报
方式。 在虚电路方式中,在一个会话过程开始时,确定S→D的
一条逻辑通路(即实际分组传输时才占用物理链路,无分组传输 时不占用物理链路。此时物理链路可用于其他用户分组的传 输)。会话过程中所有的分组都沿此逻辑通道进行。例如图1
第六部分网络基础.ppt
(3) 网络层 (4) 传输层 (5) 会话层 (6) 表示层 (7) 应用层
上一页
下一页
退出
2019/10/30
第六部分网络基础
2．Internet的分层结构 Internet是采用基于开放系统的网络参考模型
TCP/IP，与OSI参考模型不同，它有4层，应用 层、传输层、网络互联层和网络接口层 。
(2)卫星通信
卫星通信就是利用地球同 步卫星作为微波中继站， 实现远距离通信。
上一页
下一页
退出
2019/10/30
第六部分网络基础
(3) 无线电波和红外通信
无线局域网(如图9-13所示)通常采用无线电 波和红外线作为传输介质。采用无线电波的通 信，速率可达10Mb/s，传输范围为50km。
上一页
下一页
Internet是覆盖全球的信息基础设施之一，对于用 户来说，它像是一个庞大的远程计算机网络。用户可 以利用Internet实现全球范围的电子邮件、文件传输 、信息查询、语音与图像通信服务等功能。
上一页
下一页
退出
2019/10/30
第六部分网络基础
二、计算机网络的功能
1．数据通信 2．共享资源 3．实现分布式的信息处理 4．提高计算机系统的可靠性和可用性 5．集中管理 6．提高系统的性能价格比，维护方便，扩展灵活
第六部分网络基础
计算机网络的崛起给人类社会产生了无可估量 的影响，改变或正在改变人类的工作与生活方式。 Internet发展极其迅速，它不仅是一种通信方式， 而且改变着我们的学习、生活和工作方式。 最丰富的资料、最快的新闻、免费快速的邮件、最 经济的电话、最方便的购物等等
上一页
下一页
退出
2019/10/30
上一页
下一页
退出
2019/10/30
第六部分网络基础
2．Internet的分层结构 Internet是采用基于开放系统的网络参考模型
TCP/IP，与OSI参考模型不同，它有4层，应用 层、传输层、网络互联层和网络接口层 。
(2)卫星通信
卫星通信就是利用地球同 步卫星作为微波中继站， 实现远距离通信。
上一页
下一页
退出
2019/10/30
第六部分网络基础
(3) 无线电波和红外通信
无线局域网(如图9-13所示)通常采用无线电 波和红外线作为传输介质。采用无线电波的通 信，速率可达10Mb/s，传输范围为50km。
上一页
下一页
Internet是覆盖全球的信息基础设施之一，对于用 户来说，它像是一个庞大的远程计算机网络。用户可 以利用Internet实现全球范围的电子邮件、文件传输 、信息查询、语音与图像通信服务等功能。
上一页
下一页
退出
2019/10/30
第六部分网络基础
二、计算机网络的功能
1．数据通信 2．共享资源 3．实现分布式的信息处理 4．提高计算机系统的可靠性和可用性 5．集中管理 6．提高系统的性能价格比，维护方便，扩展灵活
第六部分网络基础
计算机网络的崛起给人类社会产生了无可估量 的影响，改变或正在改变人类的工作与生活方式。 Internet发展极其迅速，它不仅是一种通信方式， 而且改变着我们的学习、生活和工作方式。 最丰富的资料、最快的新闻、免费快速的邮件、最 经济的电话、最方便的购物等等
上一页
下一页
退出
2019/10/30
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第 6 章 流量和拥塞控制
实践证明, 拥塞控制是很难设计的, 因为它是一个动态的 (而不是静态的)问题。当前网络正朝着高速化的方向发展, 这 很容易出现缓冲区不够大而造成分组的丢失。 但分组的丢失 是网络发生拥塞的征兆而不是原因。在许多情况下,甚至正是 拥塞控制本身成为引起网络性能恶化或甚至发生死锁的原因。 这点应特别引起重视。
由于信息传输网络是一个很复杂的系统, 因此可以从控制 理论的角度来看拥塞控制这个问题。这样,从大的方面看, 可 以分为开环控制和闭环控制两种方法。开环控制方法就是在设 计网络时事先将有关发生拥塞的因素考虑周到, 力求网络在工 作时不产生拥塞。一旦整个系统运行起来, 就不再中途进行改 正了。
第 6 章 流量和拥塞控制
解决本方案的拥塞问题, 方案2所讨论的两种方法在这里 依然适用。另外,可以采用第三种方法: 在节点X为至D的业务 保留一定数量的缓冲器。这样,无论B节点是否过载, 都能保 证来自C主机的分组具有进入X节点缓冲区的入口, 这样, 使 分组得到公平的待遇。当然,保留资源与分组交换的首要目的 (理想的资源共享)相矛盾。看来,牺牲一部分资源共享的利益, 是保证网络公平合理的代价。因此可以看出缓冲区的管理是 非常重要的, 缓冲区满可引起整个网络瘫痪。
中包括新分组和重发分组。由此可见, 若要求网络以高于其容量 的速率传送分组, 这种过高的要求会大量消耗网络资源。解决此 方案拥塞问题可以选用下面两种方法之一:
第 6 章 流量和拥塞控制
(1) 网络备有足够的容量, X→A链路能适应B节点最大可
能的业务量。
(2) 限制B节点最大的业务量为8kb/s。
第 6 章 流量和拥塞控制
吞吐量Leabharlann 子 网 运载 的 最 大 容 量
理想 所 希 望达 到 的 容
受 控量
无控
死锁
o
输入负
载
图6-4 网络的吞吐量
第 6 章 流量和拥塞控制
实际情况是, 如果网络为无流控网络,只有当输入负载低 于某一定值时,(与理想情况相比)网络才能传送全部输入负载。 当输入负载的增长超过这一定值时, 网络的实际吞吐量与理想 曲线开始分离(尽管实际吞吐量的变化仍是输入负载的函数)。 随着输入负载的进一步提高, 无流控网络的吞吐量开始下降 (如图6-4)。 输入网络的业务量越高, 实际传递的业务量越低。 在某种情况下, 足够高的输入负载会导致死锁, 即网络中没有 或几乎没有成功分组的传递。
第 6 章 流量和拥塞控制
A
B
图6-2 缓冲区满引起网络瘫痪举例
第 6 章 流量和拥塞控制
例如, 有一个网络如图6-2所示,假定A和B的缓冲区都分别 装满了到达对方B和A的分组。此时,节点A和B都会落入下面的 死循环,每个节点都不停地重发相同的分组给对方, 但因对方无 缓冲区而不会成功。 此时网络近于瘫痪状态。
第 6 章 流量和拥塞控制
n 条 链 路用 户
1单位/秒
单 链 路用 户 1单位 / 秒
n条链路，每条链路的容量为 1单位 /秒
…
…
单链路用户 单链路用户 1单位 / 秒 1单位 / 秒
单 链 路用 户 1单位 / 秒
图6-3 公平性举例
第 6 章 流量和拥塞控制
图6-4 表示网络吞吐量的变化规律, 即网络传送的分组速 率是输入负载或分组递交给网络的速率的函数。理想的情况是: 只要输入负载低于网络容量, 网络应传送全部已递交分组。当 输入负载超过网络容量时,网络(仍是理想情况)应继续以最大 容量传送分组。图中标有“理想”的曲线表示这一理想情况。
满, 最后, 使Y节点和Z节点也发生缓冲区满, 各链路以各自的容 量传送业务。
第 6 章 流量和拥塞控制
无论何时, 只要X节点发送分组至A或D, 节点A或D都要 接收并确认此输入分组。因为X从Y接收分组的是从Z接收速 率的两倍(Y→X的容量是Z→X容量的两倍),节点X发往A的分 组速率似乎是发往B分组速率的两倍。因此,X节点缓冲区当 中,至A分组与至B分组的比率为2∶1。至A分组以X→A链路的 最大速率(8 kb/s)传送, 因而,至D的传送速率是此速率的一
半,即4 kb／s。
第 6 章 流量和拥塞控制
如果对比方案3和方案4,可以发现当λBA从7kb/s提高到 8+δkb/s时,会出现:
(1) 总吞吐量降低。网络传送的总业务量从14 kb/s降至 12 kb/s。
(2) 对主机C的业务量待遇不公。由C发往D的业务速率从
7kb/s降至4 kb/s。这样, 虽然是由主机B的业务引发这一问 题, 但是, 主机C的损失超过了主机B。
第 6 章 流量和拥塞控制
为了对流量和拥塞控制的作用以及无流量及拥塞控制网 络存在的两个问题(吞吐量下降和不公平性)有一个初步理解, 我们通过图6-1的网络加以说明。
在图6-1中，链路上的数字分别代表其通信容量,单位为
kb/s。设网络的业务需求如下: 主机B至主机A的业务需求量 为λBAkb/s,主机C至主机D的业务需求量为λCDkb/s。B到A的路 径是B→Y→X→A,C到D的路径是C→Z→X→D。
第 6 章 流量和拥塞控制 方案 2
λBA=8+δkb/s(δ>0),λCD=0。这时,提交网络的分组速率高 于X→A链路能够处理的速率。因此,在某一时刻,X节点的缓冲区 满, 所以,从节点Y发出的分组被丢弃,得不到确认。由于Y节点保
留未确认分组以便重发, 最后Y节点缓冲区满。这样会造成另一
个很有意思的现象:由于节点X能传送8 kb/s,而最初要求提供 8+δkb/s, 因 此 开 始 会 拒 绝 发 送 δkb/s 。 此 时 ， 为 重 发 丢 失 的 δkb/s,Y→X链路将传送8+2δkb/s,但X节点只能发送8kb/s,所以 被丢弃2δkb／s,丢失的2δkb/s仍需重发,因此Y→X链路将传送 8+3δkb/s。因为重复发送,Y→X链路上的业务量不断增加直至总 量为64 kb/s。 同样的原因,B→Y链路的业务将达到16 kb/s,其
第 6 章 流量和拥塞控制
此外,公平性本身也是非常复杂的,不同优先级和不同类型
的业务,对公平性的要求往往是不一样的。假定有一个网络如图
6－3 所示,它由n条链路组成, 每条链路的容量为1单位/秒。如果
我们的目标是给所有Session相同的速率, 则每个Session的速率
为 1 , 则最终网络的通过量为 n 1
第 6 章 流量和拥塞控制
网络一般都要采用流量及拥塞控制程序。这样, 即使在 过载条件下,也能确保网络的有效工作。但是,这些程序的运 行需要一定的额外开销,例如: 控制报文的交换或资源预留。 在有流控网络中, 吞吐量持续增加(直至最大值)。 随着输入 负载的提高，吞吐量维持在最大值, 如图6－4 所示, 最大吞 吐量通常低于理想的网络容量。对于某些特定的输入负载, 由于控制程序的额外开销,受控网络吞吐量会低于无流控制网 络的吞吐量。
第 6 章 流量和拥塞控制
方案3 λBA=7kb/s且λCD=7kb/s,与方案2相同, 这时不会 出现拥塞状态。发往A和D数据的总速率为14 kb/s,每个方向的
数据速率为7kb/s,每条网络链路承担7 kb/s 。
第 6 章 流量和拥塞控制
方案 4 λBA=8+δkb/s（δ>0),λCD=7 kb/s。注意,本方 案中,C至D的路径有足够的容量, 可以满足业务需求。存在的 问题是: 在无控网络中,B至A与C至D的分组需共享X节点的缓冲 区容量。从方案2可知,B至A的业务请求会导致X节点缓冲区满。 反过来,缓冲区满使主机C和主机B发出的分组到达X节点后被频 繁丢弃。虽然,事实情况是主机B的业务引发这一问题, 但是, 所有发往X节点的分组都会被丢弃。根据方案2,X节点的缓冲区
若已知最大的业务需求量,可采用方法1。但是,方法1只有 在B频繁要求最大业务量且持续较长时间时,才有经济意义。
如果在大部分时间, B至A的业务需求量很低(如2kb/s),只有偶
然峰值超过8kb/s,则应该限制B的瞬时最高流速为8kb/s, 任何 高于8 kb/s的业务将延迟直至脱离过载状态。请注意, 两种方 法的根本区别在于: 第一种方法是一种设计思路,不能实时实 现; 第二种方法是用于网络控制的策略, 网络可以实时地根据业 务需求, 实施该策略。
/秒; 如果我们的目标
2
2
是给所有Session相同的资源, 则仅通过一条链路的Session得到
的速率为 n , 通过n条链路的Session
1 ,
n 1 网络的最终通过量为n
n
1
n2 1
n 1 。因此, 如何寻找合
n1 n1 n1
适的公平性平衡点是一个很复杂的设计问题, 它要通过很多的
试验和失败才能得到。
第 6 章 流量和拥塞控制
拥塞控制和流量控制概念经常混淆的原因是, 某些拥塞控 制算法在网络出现麻烦时, 也会发送一些反馈信息给发送分组 的源节点, 通知它们降低发送速率。 因此发送节点降低速率 可能有两方面原因: 一是接收节点来不及接收发送节点的分组, 二是网络来不及处理发送节点的业务流。
第 6 章 流量和拥塞控制
第 6 章 流量和拥塞控制
第 6 章 流量和拥塞控制
6.1 流量和拥塞控制概论 6.2 窗口式流量和拥塞控制 6.3 漏斗式速率控制算法 6.4 实际系统中的流量和拥塞控制算法 6.5 最佳速率调整算法 习题
第 6 章 流量和拥塞控制
6.1 流量和拥塞控制概论
对于一个实际的通信系统, 每一个节点的存储容量和处理 能力以及每条链路的传输能力都是有限的,这就决定了网络可以 运载的业务量是有限的。当外部输入的业务量大于网络能处理 的业务量,或者发端送出的业务量大于接收端可接纳的业务量, 如果不采取措施, 就会使瓶颈链路的队列增加,从而导致缓冲区 耗尽, 分组被丢弃或者分组的时延超过规定的要求。此外, 即 使外部输入的业务量小于网络能处理的业务量, 在网络的某个 局部也会出现分组聚集的现象,导致分组时延增加或丢失率增加, 这些现象等同于高速公路上的交通拥塞现象。随着输入业务量 的增加, 会导致网络的通过量大大下降, 时延大大上升。这就 要求采用必要的流量和拥塞控制措施, 从而保证网络正常运行。