这样,数据在网络中经历的总时延就是以上四种时延之和 总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延 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。 (5)时延带宽积 传播时延带宽积等于传播时延乘以带宽,即 时延带宽积=传播时延×带宽 (6)往返时间 往返时间表示从发送方发送数据开始,到发送方收到来自接收方的确认(接收方收 到数据后便立即发送确认),总共经历的时间。 (7)利用率 利用率有信道利用率和网络利用率两种。信道利用率指出某信道有百分之几的时间 是被利用的(有数据通过)。完全空闲的信道的利用率是零。网络利用率则是全网络的 信道利用率的加权平均值。 2、计算机网络的非性能特征 (1)费用 网络的价格(包括设计和实现的费用)与网络的性能密切相关。一般来说,网络的 速率越高,其价格也越高。 (2)质量 网络的质量取决于网络中所有构件的质量,以及这些构件是怎样组成网络的。网络 的质量影响到很多方面,如网络的可靠性、网络管理的简易性,以及网络的一些性能 但网络的性能与网络的质量并不是一回事。例如,有些性能也还可以的网络,运行一段 时间后就出现了故障,变得无法再继续工作,说明其质量不好。髙质量的网络往往价格 也较高。 (3)标准化 网络的硬件和软件的设计既可以按照通用的国际标准,也可以遵循特定的专用网络 标准。最好采用国际标准的设计,这样可以得到更好的互操作性,更易于升级换代和维 修,也更容易得到技术上的支持。 (4)可靠性
104 这样，数据在网络中经历的总时延就是以上四种时延之和： 总时延 发送时延传播时延处理时延排队时延 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。 （5）时延带宽积 传播时延带宽积等于传播时延乘以带宽，即 时延带宽积 传播时延带宽 （6）往返时间 往返时间表示从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认（接收方收 到数据后便立即发送确认），总共经历的时间。 （7）利用率 利用率有信道利用率和网络利用率两种。信道利用率指出某信道有百分之几的时间 是被利用的（有数据通过）。完全空闲的信道的利用率是零。网络利用率则是全网络的 信道利用率的加权平均值。 2、计算机网络的非性能特征 （1）费用 网络的价格（包括设计和实现的费用）与网络的性能密切相关。一般来说，网络的 速率越高，其价格也越高。 （2）质量 网络的质量取决于网络中所有构件的质量，以及这些构件是怎样组成网络的。网络 的质量影响到很多方面，如网络的可靠性、网络管理的简易性，以及网络的一些性能。 但网络的性能与网络的质量并不是一回事。例如，有些性能也还可以的网络，运行一段 时间后就出现了故障，变得无法再继续工作，说明其质量不好。高质量的网络往往价格 也较高。 （3）标准化 网络的硬件和软件的设计既可以按照通用的国际标准，也可以遵循特定的专用网络 标准。最好采用国际标准的设计，这样可以得到更好的互操作性，更易于升级换代和维 修，也更容易得到技术上的支持。 （4）可靠性
可靠性与网络的质量和性能都有密切关系。速率更高的网络的可靠性不一定会更 差。但速率更高的网络要可靠地运行,则往往更加困难,同时所需的费用也会较高。 (5)可扩展性和可升级性 在构造网络时就应当考虑到今后可能会需要扩展(即规模扩大)和升级(即性能和 版本的提高)。网络的性能越高,其扩展费用往往也越高,难度也会相应增加。 (6)易于管理和维护 网络如果没有良好的管理和维护,就很难达到和保持所设计的性能。 3.1.3计算机网络分类 计算机网络的类型很多,而且有不同的分类依据。计算机网络可按数据交换方式 网络涉辖范围和互连距离、网络拓扑结构、网络数据传输和网络系统的拥有者、不同的 服务对象等不同标准和角度进行种类划分。 1、从网络的交换方式分类 按网络的数据交换方式分类:电路交换网、报文交换网、分组交换网、混合交换网。 电路交换网络类似于传统的电话交换方式,用户在开始通信前,必须申请建立一条 从发送端到接收端的物理信道,并且在双方通信期间始终占用该通道。 报文交换方式的数据单元是要发送的一个完整报文,其长度并无限制。报文交换采 用存储一转发原理,这点有点像古代的邮政通信,邮件由途中的驿站逐个存储转发一样 报文中含有目的地址,每个中间节点要为途径的报文选择适当的路径,使其能最终到达 目的端。 分组交换方式也称包交换方式,1969年首次在 ARPANET上使用,现在人们都公 认 ARPANET是分组交换网之父,并将分组交换网的出现作为计算机网络新时代的开 始。采用分组交换方式通信前,发送端现将数据划分为一个个等长的单位(即分组)这 些分组逐个由各中间节点采用存储-转发方式进行传输,最终达到目的端。由于分组长 度有限制,可以在中间节点机的内存中进行存储处理,其转发速度大大提高 各种交换方式如图32所示
105 可靠性与网络的质量和性能都有密切关系。速率更高的网络的可靠性不一定会更 差。但速率更高的网络要可靠地运行，则往往更加困难，同时所需的费用也会较高。 （5）可扩展性和可升级性 在构造网络时就应当考虑到今后可能会需要扩展（即规模扩大）和升级（即性能和 版本的提高）。网络的性能越高，其扩展费用往往也越高，难度也会相应增加。 （6）易于管理和维护 网络如果没有良好的管理和维护，就很难达到和保持所设计的性能。 3.1.3 计算机网络分类 计算机网络的类型很多，而且有不同的分类依据。计算机网络可按数据交换方式、 网络涉辖范围和互连距离、网络拓扑结构、网络数据传输和网络系统的拥有者、不同的 服务对象等不同标准和角度进行种类划分。 1、从网络的交换方式分类 按网络的数据交换方式分类：电路交换网、报文交换网、分组交换网、混合交换网。 电路交换网络类似于传统的电话交换方式，用户在开始通信前，必须申请建立一条 从发送端到接收端的物理信道，并且在双方通信期间始终占用该通道。 报文交换方式的数据单元是要发送的一个完整报文，其长度并无限制。报文交换采 用存储--转发原理，这点有点像古代的邮政通信，邮件由途中的驿站逐个存储转发一样。 报文中含有目的地址，每个中间节点要为途径的报文选择适当的路径，使其能最终到达 目的端。 分组交换方式也称包交换方式，1969 年首次在 ARPANET 上使用，现在人们都公 认 ARPANET 是分组交换网之父，并将分组交换网的出现作为计算机网络新时代的开 始。采用分组交换方式通信前，发送端现将数据划分为一个个等长的单位（即分组）这 些分组逐个由各中间节点采用存储--转发方式进行传输，最终达到目的端。由于分组长 度有限制，可以在中间节点机的内存中进行存储处理，其转发速度大大提高。 各种交换方式如图 3.2 所示
交换方式 电路交换 存储转发交换 报文交换 分组交换 标准分组 快速分组 帧交换 信元交换 电路交换 X25 帧中继 ATM 图3.2各种交换方式 在分组交换网中,将消息分成许多比较短的、格式化的分组( Packet)进行传输和 交换。每一个分组由若干比特组成一个比特串。每一个分组都包括一个附加的分组头。 分组头指明该分组的目的节点及其它网络控制信息。在每一个节点采用存储转发的方式 来实现分组的交换。这种按照一定的规则(路由算法)将输入分组送到选定的输出链路 上的过程称为交换 分组交换网如图33所示。 [A1 消息A
106 图 3.2 各种交换方式 在分组交换网中，将消息分成许多比较短的、格式化的分组（Packet）进行传输和 交换。每一个分组由若干比特组成一个比特串。每一个分组都包括一个附加的分组头。 分组头指明该分组的目的节点及其它网络控制信息。在每一个节点采用存储转发的方式 来实现分组的交换。这种按照一定的规则（路由算法）将输入分组送到选定的输出链路 上的过程称为交换。 分组交换网如图 3.3 所示。 ? A4 A3 A2 A1 S 1 2 3 4 5 A4 D 6 D A5 D A1 D A3 D A2 D 消息A (a) ? A4 A3 A2 A1 S 1 2 3 4 5 6 D A4 D A6 D A1 D A3 D A2 D 消息A A5 D (b)
输入队列1 输出队列1 输入队 交换网络 图3.3分组交换网 (a)虚电路传输方式;(b)数据报传输方式;(c)分组交换的过程 在混合交换网络中,一般采用多种数据交换技术,比如同时采用电路交换和分组交 换等。 分组交换网络应用十分广泛,大多数的计算机网络如局域网、广域网和城域网等都 釆用分组交换网络,只不过是在实际应用中分组的大小不同而已。 2、从网络覆盖范围分类 般按网络覆盖范围划分广域网(WAN)、城域网(MAN)、局域网(LAN)、个 域网(PAN) (1)局域网 局域网是局部地区网的简称,是在有限距离内连网的通信网。这种网支持所有通信 设备的互连,以同轴电缆或双绞线构成通信信道,并能提供宽频带通信及信息资源的共 享能力。这种网使用分组交换技术,既可以传送数据,也可以传输语音和视频、图像信 号,特别适合于自动化办公,目前应用最为广泛。 局域网的主要特征:网络的覆盖范围很有限;拓扑结构形式简单而多样化;采用高 质量大容量的传输媒质;多采用共享信道的多址接入方式。 (2)城域网 城域网是介于局域网与广域网之间的高速网络,是在一个城市范围内建立起来的计 算机通信网,简称MAN。它实际上是一个能覆盖城市的很大的局域网,以光纤能提供 的速率进行数据传输。城域网的拓扑结构采用与局域网类似的总线型或环型,传输介质 以光纤为主,数据传输速率一般在100Mbs以上,所有联网的设备均通过专门的连接 装置与介质相连。一个城域网可作为一个骨干网,将位于同一城市不同地点的主机、数 据库及多个局域网互连起来。城域网不仅能传输数据,还可以提供宽带服务,如传输语 音、图像等信息。其主要应用是:局域网的互连,专用小交换机(PBX)的互连,主机
107 输入队列1 输入队列N 输出队列1 输出队列M ? ? 交换网络 1 N M 1 (c) 图 3.3 分组交换网 （a）虚电路传输方式；（b）数据报传输方式；（c）分组交换的过程 在混合交换网络中，一般采用多种数据交换技术，比如同时采用电路交换和分组交 换等。 分组交换网络应用十分广泛，大多数的计算机网络如局域网、广域网和城域网等都 采用分组交换网络，只不过是在实际应用中分组的大小不同而已。 2、从网络覆盖范围分类 一般按网络覆盖范围划分广域网（WAN）、城域网（MAN）、局域网（LAN）、个 域网（PAN）。 （1）局域网 局域网是局部地区网的简称，是在有限距离内连网的通信网。这种网支持所有通信 设备的互连，以同轴电缆或双绞线构成通信信道，并能提供宽频带通信及信息资源的共 享能力。这种网使用分组交换技术，既可以传送数据，也可以传输语音和视频、图像信 号，特别适合于自动化办公，目前应用最为广泛。 局域网的主要特征：网络的覆盖范围很有限；拓扑结构形式简单而多样化；采用高 质量大容量的传输媒质；多采用共享信道的多址接入方式。 （2）城域网 城域网是介于局域网与广域网之间的高速网络，是在一个城市范围内建立起来的计 算机通信网，简称 MAN。它实际上是一个能覆盖城市的很大的局域网，以光纤能提供 的速率进行数据传输。城域网的拓扑结构采用与局域网类似的总线型或环型，传输介质 以光纤为主，数据传输速率一般在 100Mbit/s 以上，所有联网的设备均通过专门的连接 装置与介质相连。一个城域网可作为一个骨干网，将位于同一城市不同地点的主机、数 据库及多个局域网互连起来。城域网不仅能传输数据，还可以提供宽带服务，如传输语 音、图像等信息。其主要应用是：局域网的互连，专用小交换机（PBX）的互连，主机
到主机的互连,电视图像传输以及与广域网互连。 城域网的主要特征:网络的覆盖范围取决于城市的大小;拓扑结构形式简单而单 化;具有多功能多用途的综合服务能力;多采用共享信道的的无竞争的信道资源分配 (3)广域网 广域网又称远程网,其覆盖范围可以是几个城市、地区,甚至国家、洲和全球,是 在一个广泛的地理范围内所建立的计算机通信网,简称WAN。其作用范围通常为几十 至几千公里,可以超越城市和国家,乃至遍及全球。WAN由通信子网与资源子网两部 分构成,并按照一定的网络体系结构和相应的协议实现。在实际应用中,为实现相隔很 远的局域网间的通信,利用广域网进行互连,这样,每个能独立工作的LAN相当于WAN 上一个单个的终端。LAN与WAN相连有网络接入、网络服务和协议功能三种方法。 广域网的主要特征:网络的覆盖和速率范围很宽广;网络组织结构形式复杂;具有 多功能多用途的综合服务能力;多采用转接信道的交换型传输制式。 (4)个域网 个人区域网就是在个人工作地方把属于个人使用的电子设备用无线技术连接起来 的网络,因此也常称为无线个域网WPAN( Wireless pan),其范围大约在10m左右。 3、从网络使用范围分类 按不同使用者分为公用网、专用网 4、从网络拓扑结构分类 按所采用的拓扑结构计算机网络分为星形网(集中式网络)、总线网、环形网、树 形网和网状网(分布式网络)等。 (1)星形网(集中式网络) 星形网络拓扑结构如图34所示。 8口工作组华线器 包包包包 图34星形网络拓扑结构 (2)总线网
108 到主机的互连，电视图像传输以及与广域网互连。 城域网的主要特征：网络的覆盖范围取决于城市的大小；拓扑结构形式简单而单一 化；具有多功能多用途的综合服务能力；多采用共享信道的的无竞争的信道资源分配。 （3）广域网 广域网又称远程网，其覆盖范围可以是几个城市、地区，甚至国家、洲和全球，是 在一个广泛的地理范围内所建立的计算机通信网，简称 WAN。其作用范围通常为几十 至几千公里，可以超越城市和国家，乃至遍及全球。WAN 由通信子网与资源子网两部 分构成，并按照一定的网络体系结构和相应的协议实现。在实际应用中，为实现相隔很 远的局域网间的通信，利用广域网进行互连，这样，每个能独立工作的 LAN 相当于 WAN 上一个单个的终端。LAN 与 WAN 相连有网络接入、网络服务和协议功能三种方法。 广域网的主要特征：网络的覆盖和速率范围很宽广；网络组织结构形式复杂；具有 多功能多用途的综合服务能力；多采用转接信道的交换型传输制式。 （4）个域网 个人区域网就是在个人工作地方把属于个人使用的电子设备用无线技术连接起来 的网络，因此也常称为无线个域网 WPAN（Wireless PAN），其范围大约在 10m 左右。 3、从网络使用范围分类 按不同使用者分为公用网、专用网。 4、从网络拓扑结构分类 按所采用的拓扑结构计算机网络分为星形网（集中式网络）、总线网、环形网、树 形网和网状网（分布式网络）等。 （1）星形网（集中式网络） 星形网络拓扑结构如图 3.4 所示。 图 3.4 星形网络拓扑结构 （2）总线网