计算机网络学习3：计算机网络的定义及分类、性能指标

た入场券 2023-10-01 10:50 8阅读 0赞

## 计算机网络的定义和分类 ##

计算机网络最简单的定义：一些互连的、自治的计算机的集合。

互连：通过有线或者无线的方式进行数据通信。

自治：独立的计算机，有自己的硬件和软件，可以单独运行使用。

集合：至少需要两台计算机。

![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_10_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
上图所示的一个系统并不是计算机网络，因为没有做到自治，终端机只是有一个显示屏等等，这只是一个运行分时系统的大型及系统。

现在的计算机网络：  
![在这里插入图片描述][1579853a83ab45ab80e0dd1f84746e32.png]  
计算机网络连接的硬件不局限于一般的计算机，可以包括智能硬件等等。

### 计算机网络的分类 ###

1、按照交换技术分类：  
电路交换网络、报文交换网络、分组交换网络。

2、按使用者分类：  
公用网、专用网等等。

3、按照传输介质分类：  
有线网络、无线网络。

4、按照覆盖范围分类：  
广域网WAN、城域网MAN、局域网LAN、个域网PAN。  
广域网可以覆盖一个国家、地区等等，是因特网的核心部分，跨域地域进行高速连接。  
城域网作用距离：5-50公里，是城市网络的骨干中心。  
局域网：一般用微型计算机或者工作站通过高速通信链路相连接。速率通常在10Mbit/s上。距离一般1公里。一般是学校、工厂、公司部门等等，这样的网络也称为校园网等等。  
个域网：便携式计算机、鼠标、键盘用无线技术连接起来的设备。也称为无线个域网，WPAN。覆盖的范围大概有10m。

5、按照拓扑结构分类：  
总线型网络：即用单根的总线把计算机连接起来。  
优点：建网容易、增减节点方便、节省线路等等。  
缺点：重负载时通信效率不高，如果一个地方出现故障，全部瘫痪。  
![在这里插入图片描述][40e652a8c48c40dab0b93774d11773e8.png]

星型网络：  
每个计算机都与中央设备相连接，中央设备是交换器或者路由器，缺点是成本高等等，中央设备对瘫痪敏感等等。  
![在这里插入图片描述][02e2e8447fa346208bb06d450c3966ac.png]

环形网络：  
![在这里插入图片描述][22f9dfcf56764c69894c481bdd607df6.png]

网状型网络：  
多用在广域网之中。  
优点：可靠性高。缺点：控制复杂，线路成本高。  
![在这里插入图片描述][1f3fec7393f44fe58dbc1bd9bd93a361.png]

以上四种拓扑的网络可以随意组合构成更加复杂的网络类型。

## 因特网的性能指标 ##

### 速率 ###

了解速率需要先了解比特。

![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_11_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
某些时候硬盘上面写250G，但是操作系统中只显示有232.8G，是因为计算的进制大小不同。如下所示：  
![在这里插入图片描述][73de18b4d8e34934ae006cd3bdb95c86.png]

![在这里插入图片描述][7acf44b47a9e4fe69a2e665f745a2a8b.png]

注意：速率也叫做 比特率 或者 数据率。一般比特率叫的比较多。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_11_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]

注意：MB和Mb/s中的M的进制是不一样的，严格来说不可以约掉。  
但是如果是估算的话，是可以约掉的，2的20次方也就是1024x1024=1000000多一些，Mb也是10的六次方，都是1后面6个0，估算的时候可以约掉。  
实际是8.3888s，约掉之后是8s。  
![在这里插入图片描述][4a2146c390c64df39e13cde6ddc2eab9.png]

### 带宽 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
带宽跟速率的对比：

带宽比作道路，决定上限。也就是车流量的上限。而速率就是单位时间的车流量了。

一条通信线路的“频带带宽”越宽，那么传输速率的“最高数据率”也越高。  
在模拟信号系统中，就是某个成分的范围！如电话的话音范围是3.1khz。

### 吞吐量 ###

表示单位时间内通过某个网络（接口或者信道）的数据量。

受网络的带宽或者额定速率的限制。

![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_9_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

### 时延 ###

分组从源主机到目的主机的传递过程中都会产生哪些时延？

首先需要了解：网络时延一般由三部分构成：分别是  
发送时延、传播时延、处理时延。  
![在这里插入图片描述][a5f57e76de724665959224ff50cc4d6e.png]  
在实际中，网卡的发送速率、信道带宽、交换机的接口速率共同决定主机的发送数率。所以在构建网络时，应该做到各设备及传输介质的速率匹配。才能发挥出应该要有的网络性能等等。目前主流的家庭是1000M。  
![在这里插入图片描述][991f9918d3b048359a407ab2b1e378f7.png]

传播速率应该确定介质是什么。同时处理时延跟很多有关，不考虑处理。一般题目中处理时延不计的。

网络时延中一般什么做主导呢？一般来说不同的，要根据具体问题来分析。  
没有绝对性的关系。具体分析即可。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_11_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 2]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]

### 时延带宽积 ###

时延与带宽的乘积。

传播时延x带宽 = 时延带宽积。

![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 2]

### 往返时间 ###

往返时间：Round-Trip Time

![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 3]  
一般情况下，卫星链路的耗时比较多。

### 利用率 ###

分为信道利用率和网络利用率。

![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 4]

### 丢包率 ###

即分组的丢失率。

传输的过程中，丢失的分组数量与总分组数量的比。

分组丢失的两种情况：

1、传输过程中出现误码，被节点丢弃了。（后续过程介绍）  
2、到达一个队列已经满了的分组交换机时被丢弃，通信量较大时就可能造成网络拥塞。

反映了网络丢包的情况：

![在这里插入图片描述][6a2150eb55ab4310a1fbdd9fde0b09d8.png]

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