計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

--自頂向下方法ComputerNetworking

--ATop-DownApproach1教材及參考書課本JamesF.Kurose,KeithW.Ross計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)—自頂向下的方法(第4版)ReferencesAndrewS.Tanenbaum.ComputerNetworks,4th,清華大學(xué)出版社.謝希仁.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教程.人民郵電出版社.W.RichardStevensetal.TCP/IPIllustrated,vol1~3,清華大學(xué)出版社.2第1章

ComputerNetworks

andtheInternet

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：自頂向下方法(原書第四版)

陳鳴譯，機(jī)械工業(yè)出版社，2010年

ComputerNetworking:ATopDownApproach,

4rdedition.

JimKurose,KeithRoss

Addison-Wesley,July2008.

3第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)我們的目標(biāo)：

找到“感覺(jué)”，學(xué)習(xí)術(shù)語(yǔ)在后面的課程中更深入地學(xué)習(xí)，更為細(xì)致方法:使用因特網(wǎng)作為例子概述:什么是因特網(wǎng)什么是協(xié)議？網(wǎng)絡(luò)邊緣網(wǎng)絡(luò)核心接入網(wǎng)，物理媒體因特網(wǎng)/ISP結(jié)構(gòu)性能：丟包率，時(shí)延協(xié)議層次，服務(wù)模型網(wǎng)絡(luò)模型4第1章要點(diǎn)1.1什么是因特網(wǎng)？1.2

網(wǎng)絡(luò)邊緣1.3

網(wǎng)絡(luò)核心1.4網(wǎng)絡(luò)接入和物理媒體1.5

因特網(wǎng)結(jié)構(gòu)和ISP1.6

分組交換網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)延和丟包率1.7

協(xié)議層次與服務(wù)模型1.8

歷史5什么是因特網(wǎng)：“具體細(xì)節(jié)”觀點(diǎn)數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的互聯(lián)的計(jì)算設(shè)備：主機(jī)=端系統(tǒng)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

通信鏈路光纖，銅纜，無(wú)線電，衛(wèi)星傳輸速率=帶寬路由器:

轉(zhuǎn)發(fā)分組（數(shù)據(jù)塊）本地ISP公司網(wǎng)絡(luò)區(qū)域ISP路由器工作站服務(wù)器移動(dòng)節(jié)點(diǎn)6什么是因特網(wǎng)：“具體細(xì)節(jié)”觀點(diǎn)協(xié)議控制報(bào)文的發(fā)送，接收例如，TCP,IP,HTTP,FTP,PPP因特網(wǎng)：“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”松散的等級(jí)結(jié)構(gòu)公共因特網(wǎng)比較專用互聯(lián)網(wǎng)因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)RFC:請(qǐng)求評(píng)論（因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)）IETF:因特網(wǎng)工程任務(wù)組本地ISP公司網(wǎng)絡(luò)區(qū)域ISP路由器工作站服務(wù)器移動(dòng)節(jié)點(diǎn)7什么是因特網(wǎng)：服務(wù)的觀點(diǎn)通信基礎(chǔ)設(shè)施使能分布式應(yīng)用：Web,email,游戲,電子商務(wù)，文件共享提供給應(yīng)用通信服務(wù):不可靠無(wú)連接可靠的面向連接8什么是協(xié)議?人類協(xié)議:“幾點(diǎn)了?”“我有一個(gè)問(wèn)題”介紹…

發(fā)送特定的消息…

當(dāng)收到消息或發(fā)生其他事件，采取特定的動(dòng)作網(wǎng)絡(luò)協(xié)議:及其而不是人類因特網(wǎng)中的所有活動(dòng)均有協(xié)議支配協(xié)議定義了格式，網(wǎng)絡(luò)實(shí)體間發(fā)送和接收?qǐng)?bào)文順序，和傳輸，收到報(bào)文所采取的動(dòng)作語(yǔ)法、語(yǔ)義、同步9什么是協(xié)議?一個(gè)人類協(xié)議和一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議:問(wèn)題:

其他人類協(xié)議?HiHi請(qǐng)問(wèn)幾點(diǎn)了?2:00TCP連接請(qǐng)求

TCP連接響應(yīng)Get/kurose-ross<文件>時(shí)間10第1章要點(diǎn)1.1什么是因特網(wǎng)？1.2網(wǎng)絡(luò)邊緣1.3

網(wǎng)絡(luò)核心1.4網(wǎng)絡(luò)接入和物理媒體1.5

因特網(wǎng)結(jié)構(gòu)和ISP1.6

分組交換網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)延和丟包率1.7

協(xié)議層次與服務(wù)模型1.8

歷史11仔細(xì)觀察網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)邊緣:

應(yīng)用與主機(jī)網(wǎng)絡(luò)核心:

路由器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)絡(luò)，物理媒體:

通信鏈路12網(wǎng)絡(luò)邊緣端系統(tǒng)(主機(jī)):運(yùn)行應(yīng)用程序例如Web,電子郵件在“網(wǎng)絡(luò)邊緣”客戶機(jī)/服務(wù)器模式：客戶機(jī)發(fā)出請(qǐng)求，從總是開(kāi)的服務(wù)器接收服務(wù)例如Web瀏覽器/服務(wù)器；電子郵件客戶機(jī)/服務(wù)器對(duì)等模式:最小限度(或不)使用專用服務(wù)器例如Gnutella,KaZaA13網(wǎng)絡(luò)邊緣：面向連接服務(wù)目標(biāo):

在端系統(tǒng)之間傳送數(shù)據(jù)握手：事先設(shè)置準(zhǔn)備數(shù)據(jù)傳送人類協(xié)議Hello,返回hello在兩臺(tái)通信主機(jī)中建立“狀態(tài)”TCP-傳輸控制協(xié)議因特網(wǎng)的面向連接服務(wù)TCP服務(wù)[RFC793]可靠的，有序的字節(jié)流數(shù)據(jù)傳送丟包:確認(rèn)和重傳流控制:

發(fā)送方不能過(guò)載接收方擁塞控制:

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)發(fā)送方“降低發(fā)送速率”14網(wǎng)絡(luò)邊緣：無(wú)連接服務(wù)目的:

在端系統(tǒng)之間傳送數(shù)據(jù)與前面相同!UDP-用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議[RFC768]:無(wú)連接不可靠的數(shù)據(jù)傳送無(wú)流控?zé)o擁塞控制使用TCP的應(yīng)用：HTTP(Web),FTP(文件傳送),Telnet(遠(yuǎn)程注冊(cè)),SMTP(電子郵件)使用UDP的應(yīng)用:流媒體，電信會(huì)議，DNS，以太網(wǎng)電話15第1章要點(diǎn)1.1什么是因特網(wǎng)？1.2

網(wǎng)絡(luò)邊緣1.3網(wǎng)絡(luò)核心1.4網(wǎng)絡(luò)接入和物理媒體1.5

因特網(wǎng)結(jié)構(gòu)和ISP1.6

分組交換網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)延和丟包率1.7

協(xié)議層次與服務(wù)模型1.8

歷史16網(wǎng)絡(luò)核心互聯(lián)的路由器形成的網(wǎng)孔基本問(wèn)題:

數(shù)據(jù)怎樣通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送?電路交換:

每呼叫專用的電路：電話網(wǎng)分組交換:

數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以離散的“塊”發(fā)送17網(wǎng)絡(luò)核心：電路交換為“呼叫”預(yù)留端到端資源鏈路帶寬，交換機(jī)能力專用資源：非共享類電路(確保的)性能需要建立呼叫18電路交換舉例A和B通話經(jīng)過(guò)四個(gè)交換機(jī)通話在A到B的連接上進(jìn)行((((交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)用戶線用戶線中繼線中繼線BDCA19電路交換舉例C和D通話只經(jīng)過(guò)一個(gè)本地交換機(jī)通話在C到D的連接上進(jìn)行((((交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)用戶線用戶線中繼線中繼線BDCA20電路交換傳送計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)效率低計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)具有突發(fā)性。這導(dǎo)致通信線路的利用率很低。21網(wǎng)絡(luò)核心：電路交換網(wǎng)絡(luò)資源(如帶寬)劃分為“片”按片分配給用戶如果未被使用則資源片空閑(非共享)將鏈路帶寬劃分為“片”的方法頻率分割時(shí)間分割22電路交換:FDM和TDMFDM頻率時(shí)間TDM頻率時(shí)間4個(gè)用戶例子:23例子從主機(jī)A到主機(jī)B經(jīng)一個(gè)電路交換網(wǎng)絡(luò)發(fā)送一個(gè)640,000比特的文件需要多長(zhǎng)時(shí)間？所有鏈路是1.536Mbps每條鏈路使用具有24個(gè)時(shí)隙的TDM創(chuàng)建端到端電路需500msec

640K/(1.536M/24)+0.5S24電路交換特點(diǎn)在數(shù)據(jù)傳輸前，必須建立一條端到端的通路，稱為連接，該連接可能穿越多個(gè)交換局，而每個(gè)交換局都必須為之提供連接一旦建立連接，整個(gè)通路將被獨(dú)占，除信號(hào)傳播的延時(shí)之外，數(shù)據(jù)傳輸無(wú)額外延時(shí)，數(shù)據(jù)中毋需包含目的地址線路的利用率較低建立連接時(shí)間長(zhǎng)，因連接建立時(shí)沖突概率高25網(wǎng)絡(luò)核心：分組交換每個(gè)端到端數(shù)據(jù)流劃分為分組用戶A、B的分組共享網(wǎng)絡(luò)資源每個(gè)分組使用全部鏈路帶寬使用所需的資源資源爭(zhēng)奪：

用戶資源要求總量超過(guò)可用的量擁塞：分組隊(duì)列，等待鏈路使用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)：分組一次移動(dòng)一跳節(jié)點(diǎn)在轉(zhuǎn)發(fā)前接收完整的分組帶寬劃分為“片”專用分配資源預(yù)留26數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)文分組交換的原理在發(fā)送端，先把較長(zhǎng)的報(bào)文劃分成較短的、固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)段。每一個(gè)數(shù)據(jù)段前面或后面添加上首部構(gòu)成分組。分組交換網(wǎng)以“分組”作為數(shù)據(jù)傳輸單元。依次把各分組發(fā)送到接收端首部首部首部分組

1分組

2分組

327分組交換：統(tǒng)計(jì)復(fù)用ABC10Mbps以太網(wǎng)1.5MbpsDE統(tǒng)計(jì)復(fù)用等待輸出鏈路的分組隊(duì)列TDM的缺點(diǎn)：某用戶無(wú)數(shù)據(jù)發(fā)送，其他用戶也不能占用該通道，將會(huì)造成帶寬浪費(fèi)。改進(jìn)：統(tǒng)計(jì)時(shí)分多路復(fù)用（STDM），用戶不固定占用某個(gè)通道，有空槽就將數(shù)據(jù)放入。28分組交換對(duì)比電路交換1Mbps鏈路每個(gè)用戶:當(dāng)“活躍”時(shí)100kbps時(shí)間的10%活躍電路交換:10用戶分組交換有35個(gè)用戶，概率>10活躍小于.0004分組交換允許更多的用戶使用網(wǎng)絡(luò)!N用戶1Mbps

鏈路29分組交換對(duì)比電路交換電路交換在數(shù)據(jù)傳輸前，必須建立端到端的連接一旦某個(gè)節(jié)點(diǎn)故障，必須重新建立連接連接建立后，數(shù)據(jù)的傳輸沒(méi)有額外的延時(shí)數(shù)據(jù)中不必包含地址域，僅需較短的虛電路號(hào)數(shù)據(jù)按序傳輸，但信道的使用率較低適合長(zhǎng)時(shí)間傳輸大批量的數(shù)據(jù)，如流數(shù)據(jù)30分組交換對(duì)比電路交換分組交換在數(shù)據(jù)傳輸前，不必建立端到端的連接只要下一個(gè)節(jié)點(diǎn)空閑，即可傳輸信道的使用率較高數(shù)據(jù)的傳輸采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，延時(shí)不可估計(jì)數(shù)據(jù)中必須包含地址域接收到的分組不一定按序，可能還需重組適合傳輸文本型數(shù)據(jù)31分組交換對(duì)比電路交換對(duì)突發(fā)數(shù)據(jù)極為有效資源共享較簡(jiǎn)單，無(wú)呼叫建立過(guò)多的擁塞:

分組時(shí)延和丟包需要可靠數(shù)據(jù)傳送、擁塞控制的協(xié)議問(wèn)題:怎樣提供類似電路的行為？對(duì)音頻/視頻應(yīng)用需要帶寬保證仍是一個(gè)未解決的問(wèn)題對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)而言：分組交換是一個(gè)“強(qiáng)有力的贏家”？32分組交換網(wǎng)絡(luò)：轉(zhuǎn)發(fā)如何進(jìn)行？

通過(guò)路由器將分組從源移動(dòng)到目的地我們將學(xué)習(xí)幾種路徑選擇(即選路)算法(chapter4)數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò):

分組中的目的地址決定下一跳在會(huì)話中路由可以變化類比:駕車，詢問(wèn)方向虛電路網(wǎng)絡(luò):

每個(gè)分組攜帶標(biāo)簽(虛電路ID)，標(biāo)簽決定下一跳固定的路徑在呼叫建立時(shí)決定，在呼叫期間保持不變路由器保持每呼叫狀態(tài)33三種交換的比較P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4報(bào)文報(bào)文報(bào)文ABCDABCDABCD報(bào)文交換電路交換分組交換t連接建立數(shù)據(jù)傳送報(bào)文P2P1連接釋放34網(wǎng)絡(luò)分類電信網(wǎng)絡(luò)電路交換網(wǎng)絡(luò)FDMTDM分組交換網(wǎng)絡(luò)具有VC的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)不是面向連接的，而是無(wú)連接的。

因特網(wǎng)為應(yīng)用提供了面向連接服務(wù)(TCP)和無(wú)連接服務(wù)(UDP)。35第1章要點(diǎn)1.1什么是因特網(wǎng)？1.2

網(wǎng)絡(luò)邊緣1.3

網(wǎng)絡(luò)核心1.4網(wǎng)絡(luò)接入和物理媒體1.5

因特網(wǎng)結(jié)構(gòu)和ISP1.6

分組交換網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)延和丟包率1.7

協(xié)議層次與服務(wù)模型1.8

歷史36接入網(wǎng)和物理媒體問(wèn)題:端系統(tǒng)怎樣連接到邊緣路由器？住宅接入網(wǎng)公司接入網(wǎng)(學(xué)校，企業(yè))移動(dòng)接入網(wǎng)記住:接入網(wǎng)的帶寬(每秒比特)？共享或?qū)Ｓ茫?7住宅接入：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接入經(jīng)調(diào)制解調(diào)器撥號(hào)最高達(dá)56Kbps直接接入到路由器(通常較少)不能同時(shí)上網(wǎng)和打電話：不能“總是在線”ADSL:

不對(duì)稱數(shù)字用戶線最高達(dá)1Mbps上行

最高達(dá)8Mbps下行

FDM:50kHz-1MHz用于下行

4kHz-50kHz用于下行0kHz-4kHz用于普通電話38住宅接入:電纜調(diào)制解調(diào)器HFC:混合光纖同軸不對(duì)稱:最高達(dá)30Mbps下行,2Mbps上行電纜和光纜的網(wǎng)絡(luò)將家庭連接到IPS路由器家庭共享到路由器的接入部署:可利用電纜電視公司39住宅接入:電纜調(diào)制解調(diào)器Diagram:/cmic/diagram.html40電纜網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：概述家庭電纜頭端電纜分布網(wǎng)絡(luò)(簡(jiǎn)化的)通常500到5,000家41電纜網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：概述家庭電纜頭端電纜分布網(wǎng)絡(luò)(簡(jiǎn)化的)42電纜網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：概述家庭電纜頭端電纜分布網(wǎng)絡(luò)(簡(jiǎn)化的)服務(wù)器43電纜網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：概述家庭電纜頭端電纜分布網(wǎng)絡(luò)(簡(jiǎn)化的)信道VIDEOVIDEOVIDEOVIDEOVIDEOVIDEODATADATACONTROL123456789FDM:44公司接入：局域網(wǎng)公司/大學(xué)局域網(wǎng)(LAN)將端系統(tǒng)連接到邊緣路由器以太網(wǎng):

共享或?qū)Ｓ面溌愤B接端系統(tǒng)和路由器10Mbs,100Mbps,千兆以太網(wǎng)LAN:參見(jiàn)第5章45無(wú)線接入網(wǎng)共享無(wú)線接入網(wǎng)連接端系統(tǒng)到路由器經(jīng)基站，又稱為“接入點(diǎn)”無(wú)線LAN:802.11b(WiFi):11Mbps廣域無(wú)線接入由電信公司運(yùn)營(yíng)商提供3G~384kbps在歐洲WAP/GPRS基站移動(dòng)主機(jī)路由器46家庭網(wǎng)絡(luò)典型的家庭網(wǎng)絡(luò)組成:ADSL或電纜調(diào)制解調(diào)器路由器/防火墻/NAT以太網(wǎng)無(wú)線接入點(diǎn)無(wú)線接入點(diǎn)無(wú)線便攜機(jī)路由器/防火墻電纜調(diào)制解調(diào)器到/來(lái)自電纜頭端以太網(wǎng)47物理媒體比特:在傳送器/接收器對(duì)間傳播物理鏈路:位于傳送器/接收器間的東西導(dǎo)引型媒體:

信息在固體媒體(同軸、光纖、銅線)中傳播非導(dǎo)引型媒體:

信息自由傳播，例如無(wú)線電雙絞線(TP)兩根絕緣銅線3類線:傳統(tǒng)電話線，用于10Mbps以太網(wǎng)5類線:

100Mbps以太網(wǎng)48物理媒體：同軸電纜，光纖同軸電纜:兩根同中心的銅導(dǎo)體雙向的基帶:在電纜上的單一信道傳統(tǒng)以太網(wǎng)所用寬帶:在電纜上的多個(gè)信道HFC光纖電纜:承載光脈沖的玻璃纖維，每個(gè)脈沖一個(gè)比特高速運(yùn)行:高速點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸(如5Gps)低差錯(cuò)率：中繼器相隔很遠(yuǎn)；不受電磁噪聲干擾49物理媒體：無(wú)線電在電磁頻譜中攜帶信號(hào)無(wú)物理“導(dǎo)線”雙向傳播環(huán)境效應(yīng)：反射物體遮擋干擾無(wú)線電鏈路類型:陸地微波如高達(dá)45Mbps信道LAN(如Wifi)2Mbps,11Mbps廣域

(如蜂窩)如3G:數(shù)百kbps衛(wèi)星高達(dá)50Mbps信道(或多個(gè)較小信道)270msec端到端時(shí)延同步對(duì)比低軌50第1章要點(diǎn)1.1什么是因特網(wǎng)？1.2

網(wǎng)絡(luò)邊緣1.3

網(wǎng)絡(luò)核心1.4網(wǎng)絡(luò)接入和物理媒體1.5因特網(wǎng)結(jié)構(gòu)和ISP1.6

分組交換網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)延和丟包率1.7

協(xié)議層次與服務(wù)模型1.8

歷史51因特網(wǎng)結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)大致為登記制在中心:“第一層第一層”

ISPs(如Sprint,AT&T),覆蓋國(guó)家/國(guó)際互相視為對(duì)等第一層ISP第一層ISP第一層ISP第一層提供商專門互聯(lián)對(duì)等方NAP第一層提供商專門也互聯(lián)公共網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)(NAP)52Tier-1ISP:e.g.,Sprint…to/fromcustomerspeering

to/frombackbone….………POP:point-of-presence53因特網(wǎng)結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)“第二層”

ISP:較小的(常為區(qū)域的)ISPs與一個(gè)或更多的第一層ISP相連，也可能與其他第二層ISP相連第一層ISP第一層ISP第一層ISPNAP第二層ISP第二層ISP第二層ISP第二層ISP第二層ISP第二層ISP為連接因特網(wǎng)而向第一層ISP付費(fèi)

第二層ISP是第一層提供商的客戶各第二層ISP在NAP互聯(lián)，彼此也是專門成為對(duì)等方54因特網(wǎng)結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)“Tier-3”ISP和本地ISP最后一跳(“接入”)網(wǎng)絡(luò)(最靠近端系統(tǒng))第一層ISP第一層ISP第一層ISPNAP第二層ISP第二層ISP第二層ISP第二層ISP第二層ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地ISP第三層ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地和第三層ISP是上層ISP的客戶，這些上層ISP將它們連接到因特網(wǎng)55因特網(wǎng)結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)一個(gè)分組通過(guò)許多網(wǎng)絡(luò)傳輸!第一層ISP第一層ISP第一層ISPNAP第二層ISP第二層ISP第二層ISP第二層ISP第二層ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地ISP第三層ISP本地ISP本地ISP本地ISP56第1章要點(diǎn)1.1什么是因特網(wǎng)？1.2

網(wǎng)絡(luò)邊緣1.3

網(wǎng)絡(luò)核心1.4網(wǎng)絡(luò)接入和物理媒體1.5因特網(wǎng)結(jié)構(gòu)和ISP1.6分組交換網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)延和丟包率1.7

協(xié)議層次與服務(wù)模型1.8

歷史57丟包和時(shí)延是怎樣出現(xiàn)的？分組在路由器緩存中排隊(duì)

分組到達(dá)鏈路的速率超過(guò)輸出鏈路能力分組排隊(duì)，等待交換AB將被傳輸?shù)姆纸M(時(shí)延)分組排隊(duì)

(時(shí)延)空閑(可用)緩存：如果無(wú)空閑緩存則到達(dá)的分組丟失(丟包)58分組時(shí)延的4種來(lái)源1.節(jié)點(diǎn)處理:

檢查比特差錯(cuò)決定輸出鏈路AB傳播傳輸節(jié)點(diǎn)處理排隊(duì)2.排隊(duì)等待輸出鏈路傳輸?shù)臅r(shí)間取決于路由器擁塞的等級(jí)59在分組交換網(wǎng)中的時(shí)延3.傳輸時(shí)延:R=鏈路帶寬(bps)L=分組長(zhǎng)度(比特)發(fā)送比特進(jìn)入鏈路的時(shí)間=L/R4.傳播時(shí)延:d=物理鏈路的長(zhǎng)度s=在媒體中傳播的速度(~2x108m/sec)傳播時(shí)延=d/s注意:s和R是極為不同的量！AB傳播傳輸節(jié)點(diǎn)處理排隊(duì)60傳播時(shí)延與傳輸時(shí)延的比較車以100km/hr速度“傳播”

收費(fèi)站12sec服務(wù)一輛車(傳輸時(shí)間)車～比特；車隊(duì)～分組問(wèn)題:在第二個(gè)收費(fèi)站前排起車隊(duì)需多長(zhǎng)時(shí)間？通過(guò)收費(fèi)站向公路“推出”整個(gè)車隊(duì)的時(shí)間=12*10=120sec最后一輛車從第一到第二個(gè)收費(fèi)站傳輸?shù)臅r(shí)間：100km/(100km/hr)=1hr答案:62分鐘tollboothtollboothten-carcaravan100km100km61傳播時(shí)延與傳輸時(shí)延的比較車現(xiàn)在以1000km/hr

“傳播”

收費(fèi)站現(xiàn)在服務(wù)一輛車需1分鐘問(wèn)題:

在第一個(gè)收費(fèi)站服務(wù)所有車之前，有車到達(dá)第二個(gè)收費(fèi)站？7分鐘后，第一輛車到達(dá)第二個(gè)收費(fèi)站，還有三輛車仍在第一個(gè)收費(fèi)站。在分組全部在第一個(gè)路由器完成傳輸之前，該分組的第一個(gè)比特能夠到達(dá)第二個(gè)路由器！參見(jiàn)位于AWLWebsite上的

以太網(wǎng)Java小程序。tollboothtollboothten-carcaravan100km100km62平均排隊(duì)時(shí)延R=鏈路帶寬(bps)L=分組長(zhǎng)度(比特)a=平均分組到達(dá)速率流量強(qiáng)度=La/RLa/R~0:平均排隊(duì)時(shí)延小La/R->1:時(shí)延變大La/R>1:更多“工作”到達(dá)，超出了服務(wù)能力，平均時(shí)延無(wú)窮大！平均排隊(duì)時(shí)延

63分組丟失在鏈路前緩存中的排隊(duì)(又稱為buffer)具有有限的能力當(dāng)分組到達(dá)滿的隊(duì)列時(shí)，分組被丟棄(又稱為lost)丟失的分組可能由前面的節(jié)點(diǎn)或由源端系統(tǒng)重傳，或根本不重傳64端到端時(shí)延dproc=處理時(shí)延通常幾個(gè)微秒或更少dqueue=排隊(duì)時(shí)延取決于擁塞dtrans=傳輸時(shí)延=L/R,對(duì)低速鏈路很大dprop=傳播時(shí)延幾微秒到幾百毫秒65“實(shí)際的”因特網(wǎng)時(shí)延和路由“實(shí)際的”因特網(wǎng)時(shí)延和丟包是怎樣的呢？Traceroute程序:

為路由器提供從源到目的地，朝著目的地沿著端到端因特網(wǎng)路徑的時(shí)延測(cè)量。對(duì)所有i:發(fā)送3個(gè)分組，該分組在朝著目的地的路徑上到達(dá)路由器

i路由器i

將向發(fā)送方返回分組發(fā)送方度量傳輸和響應(yīng)間的時(shí)間間隔。3探測(cè)分組3探測(cè)分組3探測(cè)分組winodw下的命令

Tracert66“實(shí)際的”因特網(wǎng)時(shí)延和路由1cs-gw(54)1ms1ms2ms2(45)1ms1ms2ms3(30)6ms5ms5ms4(29)16ms11ms13ms5(36)21ms18ms18ms6()22ms18ms22ms7(6)22ms22ms22ms853(53)104ms109ms106ms9(29)109ms102ms104ms10(0)113ms121ms114ms11(4)112ms114ms112ms12nio-n2.cssi.renater.fr(3)111ms114ms116ms13nice.cssi.renater.fr(02)123ms125ms124ms14r3t2-nice.cssi.renater.fr(10)126ms126ms124ms15(4)135ms128ms133ms165(5)126ms128ms126ms17***18***19fantasia.eurecom.fr(42)132ms128ms136

mstraceroute:towww.eurecom.frThreedelaymeasementsfromto*meansnoreponse(probelost,routernotreplying)trans-oceaniclink67吞吐量呑吐量:rate(bits/timeunit)atwhichbitstransferredbetweensender/receiver瞬間:rateatgivenpointintime平均:rateoverlongerperiodoftimeserver,withfileofFbitstosendtoclientlinkcapacityRs

bits/seclinkcapacityRc

bits/sec

pipethatcancarryfluidatrateRs

bits/sec)

pipethatcancarryfluidatrateRc

bits/sec)serversendsbits(fluid)intopipe68吞吐量(more)Rs<Rc

Whatisaverageend-endthroughput?

Rs

bits/secRc

bits/secRs>Rc

Whatisaverageend-endthroughput?Rs

bits/sec

Rc

bits/sec約束端到端的吞吐量的那條鏈路稱之為瓶頸鏈路瓶頸鏈路69Throughput:Internetscenario10connections(fairly)sharebackbonebottlenecklinkR

bits/secRsRsRsRcRcRcRper-connectionend-endthroughput:min(Rc,Rs,R/10)inpractice:RcorRsisoftenbottleneck70第1章要點(diǎn)1.1什么是因特網(wǎng)？1.2

網(wǎng)絡(luò)邊緣1.3

網(wǎng)絡(luò)核心1.4網(wǎng)絡(luò)接入和物理媒體1.5因特網(wǎng)結(jié)構(gòu)和ISP1.6

分組交換網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)延和丟包率1.7協(xié)議層次與服務(wù)模型1.8

歷史71協(xié)議分層--空中旅行的組織機(jī)構(gòu)一系列步驟票務(wù)（購(gòu)買） 票務(wù)（投訴）行李（托運(yùn)） 行李（認(rèn)領(lǐng)）登機(jī)口（登機(jī)） 登機(jī)口（離機(jī)）跑道起飛 跑道著陸飛機(jī)飛行 飛機(jī)飛行 飛機(jī)飛行72ticket(purchase)baggage(check)gates(load)runway(takeoff)airplanerouting離開(kāi)機(jī)場(chǎng)到達(dá)機(jī)場(chǎng)中間空中交通控制中心airplaneroutingairplaneroutingticket(complain)baggage(claimgates(unload)runway(land)airplanerouting票務(wù)行李門起飛/著陸按路線飛行定期航班功能的分層層次:每一層實(shí)現(xiàn)一種服務(wù)經(jīng)它自己的層內(nèi)動(dòng)作依賴由下面層次提供的服務(wù)73協(xié)議“分層”網(wǎng)絡(luò)是復(fù)雜的！許多“構(gòu)件”主機(jī)路由器各種媒體的鏈路應(yīng)用協(xié)議硬件，軟件

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)發(fā)展的背景——網(wǎng)絡(luò)的狀況多種通信媒介——有線、無(wú)線…不同種類的設(shè)備——通用、專用…不同的操作系統(tǒng)——Unix、Windows…不同的應(yīng)用環(huán)境——固定、移動(dòng)…不同種類業(yè)務(wù)——分時(shí)、交互、實(shí)時(shí)…寶貴的投資和積累——有形、無(wú)形…用戶業(yè)務(wù)的延續(xù)性——不允許出現(xiàn)大的跌宕起伏它們互相交織，形成了非常復(fù)雜的系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境。74為什么分層?處理復(fù)雜系統(tǒng)：明確的結(jié)構(gòu)使得能夠標(biāo)識(shí)復(fù)雜系統(tǒng)構(gòu)件的關(guān)系分層的參考模型用于討論模塊化易于維護(hù)、系統(tǒng)的更新各層服務(wù)實(shí)現(xiàn)的改變對(duì)于系統(tǒng)的其他部分透明如改變登機(jī)過(guò)程不影響系統(tǒng)的其他部分75

網(wǎng)絡(luò)異質(zhì)性問(wèn)題的解決

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)就是使這些用不同媒介連接起來(lái)的不同設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在不同的應(yīng)用環(huán)境下實(shí)現(xiàn)互操作性，并滿足各種業(yè)務(wù)的需求的一種粘合劑，它營(yíng)造了一種“生存空間”——任何廠商的任何產(chǎn)品、以及任何技術(shù)只要遵守這個(gè)空間的行為規(guī)則，就能夠在其中生存并發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)解決異質(zhì)性問(wèn)題采用的是分層方法?！褟?fù)雜的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)問(wèn)題劃分為若干個(gè)較小的、單一的問(wèn)題，在不同層上予以解決。就像編程時(shí)把問(wèn)題分解為很多小的模塊來(lái)解決一樣。為什么分層?76層次結(jié)構(gòu)方法要解決的問(wèn)題1.網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有哪些層次？每一層的功能是什么？（分層與功能）2.各層之間的關(guān)系是怎樣的？它們?nèi)绾芜M(jìn)行交互？（服務(wù)與接口）3.通信雙方的數(shù)據(jù)傳輸要遵循哪些規(guī)則？（協(xié)議）層次結(jié)構(gòu)方法包括三個(gè)內(nèi)容：分層及每層功能，服務(wù)與層間接口，協(xié)議。77因特網(wǎng)協(xié)議棧應(yīng)用:

支持網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用FTP,SMTP,STTP運(yùn)輸:

主機(jī)到主機(jī)數(shù)據(jù)傳輸TCP,UDP網(wǎng)絡(luò):

從源到目的地?cái)?shù)據(jù)報(bào)的選路IP,選路協(xié)議鏈路:

在鄰近網(wǎng)元之間傳輸