第四节 计算机网络性能
第四节 计算机网络性能
第四节 计算机网络性能
1 、速率：
速率：网络单位时间内传送的数据量，用以描述网络传输数据的快慢。
速率基本单位：bit/s（位每秒）
Kbit/s、 Mbit/s、 Gbit/s、 Tbit/s
单位的换算：
1 Tbit/s= 103 Gbit/s= 106 Mbit/s= 109 Kbit/s= 1012 bit/s
知识点 1 速率与带宽
第四节 计算机网络性能
2 、带宽
（ 1 ）在通信和信号处理领域，指的是信号的频带宽度，即信号成分的
最高频率与最低频率之差。单位：Hz（赫兹）。
（ 2 ）在计算机网络领域，指的是一条链路或者信道的数据传输能力，
也就是最高数据速率，单位：bit/s（位每秒）。
知识点 1 速率与带宽
第四节 计算机网络性能
第四节 计算机网络性能
3 、分组的每跳传输过程中 4 类时间延迟：
（ 1 ）结点处理时延。dc
交换设备检查分组是否有差错，确定如何转发分组的时间，还有
可能修改分组的部分控制信息等。
此类延时较小，往往忽略。
知识点 2 时延
第四节 计算机网络性能
（ 2 ）排队时延。dq
分组在交换结点内被交换道输出链路，等待从输出链路发送到下
一个结点的时间。
排队时延不确定。
知识点 2 时延
第四节 计算机网络性能
（ 3 ）传输时延。dt
分组在输出链路发送时，从发送第一位开始，到发送完最后一位
需要的时间。
dt=L / R
L：分组长度，单位：bit
R：链路带宽（即速率），单位：bit/s
知识点 2 时延
第四节 计算机网络性能
（ 4 ）传播时延。dp
信号从发送端出来，经过一段物理链路到达接收端需要的时间。
dp=D / V
D：物理链路长度，单位：m
V：信号传播速度，单位：m/s
一个分组经过一个跳步需要的时间：dh=dc +dq+dt +dp
所有跳步的时间总和即为一个分组从源主机到达目的主机的时延。
知识点 2 时延
第四节 计算机网络性能
例：【选择题】 1 、在讨论网络总时间延迟时常常被忽略的是（ ）
A.传输时延
B.分组排队时延
C.传播时延
D.结点处理时延
【正确答案：D】
【答案解析】：P 37 - 38 时延
讲解归纳与举例
第四节 计算机网络性能
例：【选择题】 2 、信号从发送端发出，经过一定距离的物理链路到
达接收端所需要的时间称为（ ）
A.处理时延
B.排队时延
C.传输时延
D.传播时延
【正确答案：D】
【答案解析】：P 37 - 38 时延
讲解归纳与举例
第四节 计算机网络性能
例：【选择题】 3 、物理链路长度D= 500 m，信号传播速度V= 2500 km/s，
则所求传播时延为（ ）
A. 2 * 10 ^（- 1 ）s
B. 2 * 10 ^（- 2 ）s
C. 2 * 10 ^（- 3 ）s
D. 2 * 10 ^（- 4 ）s
【正确答案：D】
【答案解析】：P 37 - 38 时延。D= 500 m，V= 2500 km/s= 2. 5 × 106 m/s，
dp=D/V= 500 /（ 2. 5 × 106 m/s）= 2 × 10 -^4 s
讲解归纳与举例
第四节 计算机网络性能
时延带宽积：物理链路的传播时延与链路带宽的乘积，记为G。
表示一段链路可以容纳的数据位数，也称为：以位为单位的链路长度。
公式：G=传播时延×链路带宽=dp × R
传播时延的单位：s
带宽的单位： bit/s
时延带宽积的单位：bit
知识点 3 延时带宽积
第四节 计算机网络性能
例：【选择题】 1 、如果将物理链路看作传播数据的管道，则用来表示
一段链路可容纳的数据位数的概念是（ ）
A.时延带宽积
B.排队时延
C.最大吞吐量
D.链路带宽
【正确答案：A】
【答案解析】：P 38 时延带宽积
讲解归纳与举例
第四节 计算机网络性能
例：【选择题】 2 、设信号传播速度V= 2500 km/s，链路长度D= 500 m，链
路带宽 R= 10 Mbit/s，则该段链路的时延带宽积为（ ）
A. 1500 bit
B. 2000 bit
C. 2500 bit
D. 4000 bit
【正确答案：B】
【答案解析】：P 38 时延带宽积。 时延带宽积=传播时延×带宽
=（D/V）X R = 0. 0002 × 10 × 106 = 2000 bit
讲解归纳与举例
第四节 计算机网络性能
第四节 计算机网络性能
知识点 5 吞吐量
第四节 计算机网络性能
例：【选择题】 1 、在分组交换网中，若主机A向主机B传送数据只能经过由
3 段链路组成的一条路径，其速率分别是R 1 = 500 bit/s、R 2 = 2 Mbit/s、
R 3 = 1 Mbit/s，则A到B的最大吞吐量为（ ）
A. 250 bit/s
B. 500 bit/s
C. 10 ^ 6 bit/s
D. 2 * 10 ^ 6 bit/s
【正确答案：B】
【答案解析】：P 39 吞吐量。对于分组交换网络，源主机到目的主机的吞吐
量在理想情况下约等于瓶颈链路的带宽，即等于链路的带宽中的最小值。
讲解归纳与举例
第四节 计算机网络性能
例：【综合题】 2 、设主机A和主机B由一条带宽为R= 108 bit/s、长度为
D= 100 m的链路互连，信号传播速率为V= 250000 km/s。如果主机A从t= 0 时刻
开始向主机B发送长度为 L= 1024 bit的分组。
试求：
- 主机A和主机B间的链路传输时延dt。
- 主机A发送该分组的传播时延dp。
3 .该分组从主机A到主机B的延迟T。（忽略结点处理时延和排队时延）
4 .在t=dt时刻，分组的第一位在何处。（说明原因）
5 .主机A与主机B间链路的时延带宽积G。
讲解归纳与举例
第四节 计算机网络性能
【参考答案】 1. 主机A和主机B间的链路传输时延dt。
dt=L/R= 1024 bit÷ 108 bit/s= 1. 024 × 10 -^5 s
- 主机A发送该分组的传播时延dp。
dp=D/V= 100 m÷ 250000 km/s= 100 ÷ 250000 × 103 m/s= 4 × 10 -^7 s
- 该分组从主机A到主机B的延迟T。（忽略结点处理时延和排队时延）
T=dt+dp= 1. 024 × 10 -^5 s+ 4 × 10 -^7 s= 1. 064 × 10 -^5 s
4 .在t=dt时刻，分组的第一位在何处。（说明原因）
分组的第一位已到达主机B，因为：dt>dp。
- 主机A与主机B间链路的时延带宽积G。
G=dp×R= 4 × 10 -^7 s× 108 bit/s= 40 bit
第五节 计算机网络体系结构
第五节 计算机网络体系结构
第五节 计算机网络体系结构
1 、用户之间进行信息交换
1 ）硬件：主机、链路、交换设备
2 ）协议
2 、协议最典型的划分方式就是采用分层的方式来组织协议。
3 、分层的核心思路是上一层的功能建立在下一层的功能基础上，每一
层内均要遵守一定的通信规则，即协议。
知识点 1 计算机网络分层体系结构
第五节 计算机网络体系结构
4 、计算机网络体系结构：计算机网络所划分的层次以及各层协议的集合。
这种分层体系结构是按功能划分的，不是按实现方式划分的。
知识点 1 计算机网络分层体系结构
第五节 计算机网络体系结构
第五节 计算机网络体系结构
第五节 计算机网络体系结构
1 、数据（PDU：协议数据单元）在垂直的层次中自上而下地逐层传递至物理层。
2 、实通信：物理层的两个端点进行物理通信。
3 、虚拟通信：对等层不直接进行通信。
4 、中间系统（路由器）：通常只实现物理层、数据链路层和网络层功能。
5 、结点到结点层：物理层、数据链路层、网络层。
端到端层：传输层、会话层、表示层、应用层。
知识点 2 OSI参考模型
第五节 计算机网络体系结构
6 、七层简单了解
1 ）物理层：无结构的比特流传输。
2 ）数据链路层："帧"，有效的差错控制。
3 ）网络层：数据转发与路由。
4 ）传输层：第一个端到端的层次。复用/分解，端到端的可靠数据传
输、连接控制、流量控制、拥塞机制等。
5 ）会话层：用户与用户之间的连接。建立会话时核实双方身份、费
用、对话控制与管理等。
6 ）表示层：处理应用实体之间交换数据的语法。
7 ）应用层：提供网络服务（文件传送、电子邮件、P 2 P等）。
知识点 2 OSI参考模型
第五节 计算机网络体系结构
7 、 1 - 3 层主要完成数据交换和数据传输，称为网络低层。
5 - 6 层完成信息处理服务的功能，称为网络高层。
低层与高层之间由第 4 层（传输层）衔接。
知识点 2 OSI参考模型
第五节 计算机网络体系结构
第五节 计算机网络体系结构
2 、服务访问点：相邻层间的服务是通过其接口面上的服务访问点（
Service Access Point，SAP）进行的，每个SAP有唯一的地址号码。
知识点 2 OSI参考模型
第五节 计算机网络体系结构
3 、服务原语：第N层向第（N+ 1 ）层提供服务，或第（N+ 1 ）层请求N层的
服务。原语的图解形式如下图。
请求：用户实体请求服务做某种工作。
指示：用户实体被告知某事发生。
响应：用户实体表示对某事的响应。
证实：用户实体收到关于它的请求的答复。
知识点 2 OSI参考模型
第五节 计算机网络体系结构
知识点 2 OSI参考模型
第五节 计算机网络体系结构
知识点 2 OSI参考模型
4 、面向连接的服务和无连接的服务（第三章）
1 ）面向连接的服务（TCP）：通信双方在通信时，要事先建立一条通
信线路，其过程有建立连接、使用连接（传送数据）和释放连接（拆
除链路）三个过程。
2 ）无连接的服务（UDP）：就是通信双方不需要事先建立一条通信线
路，而是把每个带有目的地址的包（报文分组）送到线路上，由系统
选定路线进行传输。它不要求发送方和接收方之间的会话连接，不保
证数据以相同的顺序到达。
第五节 计算机网络体系结构
讲解归纳与举例
例：【选择题】
1 、OSI参考模型中，在层的实体之间传送的比特组称为（ ）
A.地址
B.数据单元
C.端口
D.服务原语
【正确答案：B】
【答案解析】：P 42 。OSI参考模型的相关术语。
第五节 计算机网络体系结构
讲解归纳与举例
例：【选择题】
2 、OSI参考模型中，应用层的协议数据单元（PDU）被称为（ ）
A.报文
B.比特流
C.分组
D.报文段
【正确答案：A】
【答案解析】：P 43 。 OSI参考模型的相关术语。
第五节 计算机网络体系结构
讲解归纳与举例
例：【填空题】
3 、计算机网络所划分的层次以及各层次协议的集合称为计算机（ ）。
【正确答案：网络体系结构】
【答案解析】：P 40 。网络体系结构相关概念。
第五节 计算机网络体系结构
讲解归纳与举例
例：【填空题】 4 、提供网络服务，例如文件传送、电子邮件、P 2 P等
服务的是OSI七层模型的（ ）。
【正确答案：应用层】
【答案解析】：P 42 。应用层。
第五节 计算机网络体系结构
知识点 3 TCP/IP参考模型
1 、最大、最重要的计算机网络---因特网的体系结构可以采用TCP/IP参
考模型描述。
第五节 计算机网络体系结构
知识点 3 TCP/IP参考模型
2 、各层主要功能及主要协议
第五节 计算机网络体系结构
知识点 3 TCP/IP参考模型
1 ）应用层：Internet上常见的一些网络应用在这一层。如WWW服务
（HTTP），文件传输（FTP），电子邮件（SMTP、POP 3 ）等。面向连
接的服务（TCP）、面向无连接的服务（UDP）。
2 ）传输层：应用层将用户数据按照特定的应用层协议封装好，接下
来由传输层的协议负责把这些数据传输到接收方主机上对等的应用程
序。TCP协议、UDP协议。
第五节 计算机网络体系结构
知识点 3 TCP/IP参考模型
3 ）网络互联层：核心。解决把数据分组发往目的网络或主机的问题。
路由选择，IP、ICMP、IGMP、BGP、OSPF、RIP协议等。
4 ）网络接口层：没有真正描述这一层的实现。具体的实现方法将随着
网络类型的不同而不同。
第五节 计算机网络体系结构
讲解归纳与举例
例：【选择题】 1 、TCP/IP参考模型的核心层是（ ）
A.应用层
B.网络互联层
C.传输层
D.网络接口层
【正确答案：B】
【答案解析】：P 44 - 45 。TCP/IP参考模型。
第五节 计算机网络体系结构
讲解归纳与举例
例：【填空题】 2 、在TCP/IP参考模型中，对应OSI参考模型的数据链
路层和物理层的是（ ）。
【正确答案：网络接口层】
【答案解析】：P 44 - 45 。TCP/IP参考模型。
第五节 计算机网络体系结构
讲解归纳与举例
例：【选择题】
3 、下列不属于TCP/IP参考模型中网络互联层协议的是（ ）。
A.SNMP
B.ICMP
C.IP
D.BGP
【正确答案：A】
【答案解析】：P 44 - 45 。TCP/IP参考模型。
第五节 计算机网络体系结构
知识点 4 五层参考模型
第五节 计算机网络体系结构
讲解归纳与举例
例：【填空题】 1 、结合OSI和TCP/IP参考模型，提出综合理论需求和
实际网络参考模型是（ ）。
【正确答案：五层参考模型】
【答案解析】：P 45 。五层参考模型。
