【深入理解计算机网络02】计算机网络的分类与性能指标

目录

分类

分布范围

传播技术

拓扑结构

使用者

传输介质

性能指标

速率、带宽、吞吐量

时延、信道利用率


分类

分布范围

广域网(WAN):跨省/国/州

城域网(MAN):跨城

局域网(LAN):学校/企业/家内

个域网(PAN):家庭/个人

传播技术

广播式网络

  • 当一台计算机发送数据分组的时候,广播范围内的所有计算机都会收到这个数据分组 ,这些计算机通过检查分组的目的地址决定是否接受该分组
  • 所有无线网络都是广播式网络

点对点网络

  • 数据只会从发送方点对点发到接收方
  • 路由器转发数据分组就是点对点网络

拓扑结构

总线性结构

数据广播式传输 ,存在总线争用问题:

当A给C发送数据时,总线上都是A的数据,这时B想给C发数据,由于总线上都是A的数据,B的数据进入总线后就会导致数据错乱

典型代表:集线器连接的设备

环形结构

数据广播式传输,通过令牌token解决总线争用问题

这一段环网只能有一个节点能拿到令牌,只有拿到令牌的节点才能够进行数据传输

典型代表:令牌环网

星型结构

由中央设备实现数据的点对点传输,不存在总线争用问题

典型代表:以太网交换机连接的设备

网状结构

数据通过各中间节点逐一存储转发,实现数据的点对点传输

典型代表:由众多路由器构建的广域网

使用者

公用网:向公共开放的网络

专用网:供某个组织内部使用的网络

传输介质

有线网络:如光纤、网线

无线网络:如5G、WIFI、卫星

性能指标

速率、带宽、吞吐量

速率(Speed) :指连接到网络上的节点在信道上传输数据的速率,也称数据率、比特率或数据传输速率

信道(Channel) :表示向某一方向传输信息的通道。(信道 ≠ 通信线路)一条通信线路在逻辑上往往对应一条发送信道和一条接受信道

速率单位:bit/s,b/s,bps

带宽(bandwidth) :某信道所能传送的最高数据率

在通信原理中,带宽指的是某信道允许通过的信号频带范围(单位Hz)。信道用来传播电磁波信号,电磁波信号可以携带数据,由波长和频率来表示

吞吐量(Throughput):指单位时间内通过某个网络(信道、接口)的实际数据量,受带宽限制、复杂的网络负载情况影响

时延、信道利用率

时延(Delay):指数据(报文、分组、比特)从网络的一端传送到另一端所需的时间,也称延迟或迟延

总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延

  • 发送时延 = 数据长度(bit) / 发送速率(bit/s),又名传输时延,节点将数据推向信道所花的时间
  • 传播时延 = 信道长度(m)/ 电磁波在信道中的传播速度(m/s),电磁波在信道中传播一定距离所花的时间
  • 处理时延 (被路由器处理所花的时间)、排队时延(数据排队进入、发出路由器所花的时间)受网络负载、路由器性能等诸多因素影响。

时延带宽积 (bit)= 传播时延 * 带宽:一条链路中,已从发送端发出但尚未到达接收端的最大比特数,相当于一条链路中能存放的最大数据量。

用水管来举例,链路就相当于水管,带宽就是水管的横截面,传播时延就是水管的长度,横截面*长度结果就是这个水管的最大容量,即时延带宽积

往返时延RTT(Round-Trip Time) :表示发送方从发送完数据 ,到 收到来自接收方的确认 总共经历的时间

信道利用率 = 有数据通过的时间 / 总时间(有数据通过的时间 + 没有数据通过的时间):某个信道有百分之多少的时间是有数据通过的。

信道利用率过低会浪费资源,过高容易导致网络拥塞

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