1.5 计算机网络的类别

1.5.1计算机网络的定义：

系统集合，连接起来，协议工作，资源共享

计算机网络主要是由一些通用的、可编程的硬件互连而成的，而这些硬件并非专门用来实现某一特定目的（例如，传送数据或视频信号）。这些可编程的硬件能够用来传送多种不同类型的数据，并能支持广泛的和日益增长的应用。

“可编程的硬件”表明：这种硬件一定包含有中央处理器 CPU。 计算机网络所连接的硬件包括： 一般的计算机； 智能手机、电视 等。 计算机网络可以： 传送数据； 支持多种应用（包括今后可能出现的各种应用）。

1.5.2几种不同类别的计算机网络：

计算机网络有多种类别。

可以按以下方法分类：

1)按照网络的作用范围进行分类；

类别作用范围和距离
广域网 WAN通常为几十到几千公里。有时也称为远程网。是互联网的核心部分。
城域网 MAN作用范围一般是一个城市，作用距离约为 5~50 公里。
局域网 LAN局限在较小的范围（如 1 公里左右）。通常采用高速通信线路。
个人区域网 PAN

范围很小，大约在 10 米左右。有时也称为无线个人区域网 WPAN

顺便指出，若中央处理机之间的距离非常近（如仅 1 米甚至更小些），则一般就称之为多处理机系统，而不称它为计算机网络。

2)按照网络的使用者进行分类；

类别作用范围或距离
公用网按规定交纳费用的人都可以使用的网络。也可称为公众网。
专用网为特殊业务工作的需要而建造的网络。

公用网和专用网都可以传送多种业务。如传送的是计算机数据，则分别是公用计算机网络和专用计算机网络。

3)用来把用户接入到互联网的网络。

接入网 AN (Access Network) 又称为本地接入网或居民接入网。

用于将用户接入互联网。

实际上就是本地 ISP 所拥有的网络，它既不是互联网的核心部分，也不是互联网的边缘部分。

是从某个用户端系统到本地 ISP 的第一个路由器（也称为边缘路由器）之间的一种网络。

从覆盖的范围看，很多接入网还是属于局域网。

1.6计算机网络的性能

性能指标： 从不同的方面来度量计算机网络的性能。

1)速率

最重要的一个性能指标。 指的是数据的传送速率，也称为数据率 (data rate) 或比特率 (bit rate)。 单位：bit/s，或 kbit/s、Mbit/s、 Gbit/s 等。

例如 4X10^10 bit/s 的数据率就记为 40 Gbit/s。 速率往往是指额定速率或标称速率，非实际运行速率。

注意:这里很重要的一点再讲究bit/s这样的速率的时候K M G之间的转换是1000也就是10^3而不是2^10这里一定要注意。当时多少B的时候才是2^10这样的转换千万要小心。

2)带宽(不考察非重点）

频域：某个信号具有的频带宽度。 单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。 某信道允许通过的信号频带范围称为该信道的带宽（或通频带）。

时域：网络中某通道传送数据的能力，表示在单位时间内网络中的某信道所能通过的“最高数据率”。 单位就是数据率的单位 bit/s。

两者本质相同。 一条通信链路的“带宽”越宽，其所能传输的“最高数据率”也越高。

3)吞吐量(不考察非重点）

单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的实际数据量。

受网络的带宽或网络的额定速率的限制。

额定速率是绝对上限值。

可能会远小于额定速率，甚至下降到零！

有时可用每秒传送的字节数或帧数来表示。

4)时延(重点中的重点)

总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延

指数据（一个报文或分组，甚至比特）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。

组成： （1）发送时延 （2）传播时延 （3）处理时延 （4）排队时延

（1）发送时延:也称为传输时延。 是主机或路由器发送数据帧所需要的时间，也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。

发送时延 =数据帧长度(bit)/发送速率(bit/s）

（2）传播时延:是电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。

传播时延 =信道长度(米)/信号在信道上的传播速率(米/秒）

电磁波传播速率：

自由空间的传播速率是光速 = 3.0 ⅹ 10^5 km/s

在铜线电缆中的传播速率约 = 2.3 ⅹ 10^5 km/s

在光纤中的传播速率约 = 2.0 ⅹ 10^5 km/s

注意：发送时延与传播时延有本质上的不同。 发送时延发生在机器内部的发送器中，与传输信道的长度（或信号传送的距离）没有任何关系。 传播时延则发生在机器外部的传输信道媒体上，而与信号的发送速率无关。信号传送的距离越远，传播时延就越大。

（3）处理时延(一般不考察)

主机或路由器在收到分组时，为处理分组（例如分析首部、提取数据、差错检验或查找路由）所花费的时间。

（4）排队时延(一般不考察）

分组在路由器输入输出队列中排队等待处理和转发所经历的时延。 排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。当网络的通信量很大时会发生队列溢出，使分组丢失，这相当于排队时延为无穷大。

一般说来，小时延的网络要优于大时延的网络。 在某些情况下，一个低速率、小时延的网络很可能要优于一个高速率但大时延的网络。

必须指出，在总时延中，究竟是哪一种时延占主导地位，必须具体分析。

以下说法是错误的： “在高速链路（或高带宽链路）上，比特会传送得更快些”。（大概率考)

对于高速网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率，而不是比特在链路上的传播速率。 提高数据的发送速率只是减小了数据的发送时延。

计算机网络的非性能特征

1.费用2.质量 3.标准化 4.可靠性 5.可扩展性和可升级性6.易于管理和维护