1-3计算机网络拓扑结构、性能.ppt

第三讲　 计算机网络的拓扑结构和 性能指标 第一章 计算机网路的概述 一、计算机网络的拓扑结构 二、计算机网络的性能指标 带宽 时延 时延带宽积和往返时延 计算机网路的拓扑结构和性能指标 教学内容 计算机网络拓扑的定义 计算机网络拓扑:将计算机或结点交换机、路由器等抽象成点，将通信链路抽象成线，是通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，反映出网络中各实体间的结构关系; 拓扑学：是几何学的一个分支。它把实体抽象成与其大 小、形状无关的点，将连接线路抽象成线，进而只研究 点、线、面之间的关系。 计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型; 拓扑设计是建设计算机网络的第一步，也是实现各种网络协议的基础，它对网络性能、系统可靠性与通信费用都有重大影响。 计算机网路的拓扑结构 计算机网络拓扑的分类 网络拓扑 点-点线路通信子网的拓扑 广播信道通信子网的拓扑 总线形 树形 环形 无线型 星形 环形 网状形 树型 计算机网路的拓扑结构 星形拓扑：结点通过点对点通信线与中心连接。中心结点控制全网的通信，任何两结点之间的通信都要通过中心结点。 点对点线路中通信子网的拓扑 中央结点 结点 星　形　　　　　 环　形　　 网状形　　 树　型　 【特点】：结构简单、易于实现，便于管理，但可靠性较差，中心结点的故障可能造成全网的瘫痪。 计算机网路的拓扑结构 A B 环形拓扑：结点通过点对点通信线路连接成闭和环路；环中数据将沿一个方向逐站传送。 点对点线中通信子网的拓扑 星　形　　　　　 环　形　　 网状形　　 树　型　 【特点】：结构简单、传输时间确定。但可靠性较差，环中任何一个结点出现线路故障，则可能造成网络瘫痪；环结点的加入和撤出过程都比较复杂。 结点 计算机网路的拓扑结构 点对点线中通信子网的拓扑 星　形　　　　　 环　形　　 网状形　　 树　型　 树形拓扑：结点按层次进行连接，信息交换主要在上、下结点之间进行，相邻及同层结点之间一般不进行数据交换或数据交换量小。 结点 【特点】：可以看成是星形拓扑的一种扩展。 计算机网路的拓扑结构 网状形拓扑：又称为无规则型。结点之间的连接是任意 的，没有规律。 点对点线中通信子网的拓扑 星　形　　　　　 环　形　　 网状形　　 树　型　 【特点】：系统可靠性高，但结构复杂，必须采用路由选择与流量控制方法。 结点 　　　 目前实际存在 于使用的广域 网结构，基本 上都是采用网 状拓扑构型。 计算机网路的拓扑结构 一、带宽(bandwidth) “带宽”本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。 在计算机网络中，“带宽”是单位时间内数字信道所能传送的“最高数据率”，单位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)。 带宽有时也称为吞吐量（throughput）。在实际应用中，吞吐量表示每秒发送的比特数（或字节数、帧数） 计算机网路的性能指标 常用的带宽单位是 千比每秒，即 kb/s （103 b/s） 兆比每秒，即 Mb/s（106 b/s） 吉比每秒，即 Gb/s（109 b/s） 太比每秒，即 Tb/s（1012 b/s） 请注意：在计算机界，K = 210 = 1024， M = 220, G = 230, T = 240。 计算机网路的性能指标 在时间轴上信号的宽度随带宽的增大而变窄。 计算机网路的性能指标 每秒 106 个比特 时间 1 0 1 0 1 1 1 ?s 带宽为 1 Mb/s 时间 每秒 4 ? 106 个比特 0.25 ?s 带宽为 4 Mb/s 时延是指一个报文或分组从一个网络(或一条链 路)的一端传送到另一端所需的时间。 由几个不同的部分组成： 发送时延 传播时延 处理时延 排队时延 二、时延（delay或latency) 计算机网路的性能指标 发送时延（传输时延）发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。 发送时延 = 数据块长度（比特） 信道带宽（比特/秒） 计算机网路的性能指标 1 0 1 1 0 0 1 … 发送器 队列 结点 B 结点 A 数据 链路 在发送器产生发送时延 (即传输时延) 信道带宽：数据在信道上的发送速率。常称为数据在信道上的传输速率。 传播时延 电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。 传播时延 = 信道长度（米） 信号在信道上的传播速率（米/秒） 计算机网路的性能指标 1 0 1 1 0 0 1 … 发送器 队列 结点 B 结点 A 数据 链路 在链路产生 传播时延 电磁波在自由空间的传播速率是光速，即3.0×