计算机网络——网络体系结构

计算机网络有六七个一个多月之前的草稿，翻出来更一下，要是以后决定考研了，就翻出来看看

每门课第一章好像都是以讲学科背景为主，不过还是有几个重要的知识点的

线路交换和分组交换

线路交换方式:线路交换是面向连接的服务，两台计算机通过通信子网进行数据交换之前，首先要在通信子网中建立一个实际的物理线路连接。线路交换在数据传输过程中要经过建立连接、数据传输与释放连接的三个阶段。通话的全部时间内，通话的两个用户始终占用端到 端的通信资源

线路交换方式的优点是：通信实时性强，适用于交互式会话类通信。

线路交换方式的缺点是：线路的传输效率较低

以电路联接为目的的交换方式是电路交换单元方式。电话网中就是采用电路交换单元方式。我们可以打一次电话来体验这种交换方式。打电话时，首先是摘下话机拨号。拨号完毕，交换机就知道了要和谁通话，并为双方建立连接，等一方挂机后，交换机就把双方的线路断开，为双方各自开始一次新的通话做好准备。因此，我们可以体会到，电路交换单元的动作，就是在通信时建立(即联接)电路，通信完毕时拆除(即断开)电路。至于在通信过程中双方传送信息的内容，与交换系统无关。

分组交换方式 – 存储转发

发送的数据与目的地址、源地址、控制信息按照一定格式组成一个数据单元（分组）进入通信子网；这些分组将通过网络节点到节点地传送。在每个节点，分组将被暂时储存，然后按照头中的信息转发。

在发送端，把待发送的数据划分成一定长度的数据段。每一个数据段前面添加上首部构成分组。分组交换网以“分组”作为数据传输单元。依次把各分组发送到接收端（假定接收端在左边）。

接收端收到分组后剥去首部还原成报文。

分组交换的优点是：（1）高效：动态分配传输带宽， 多个分组可以共享通信信道，对通信链路是逐段占用；（2）灵活：通信子网中节点具有路选功能，可以动态选择分组通过通信子网的最佳路径；（3）迅速：不必先建立连接就能向其他主机发送分组；（4）可靠：分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性。

缺点则是分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。

分组交换主要有两种方式：数据报和虚电路

在数据报方式中，分组传送之间不需要预先在源主机与目的主机之间建立“线路连接”；源主机所发送的每一个分组都可以独立地选择一条传输路径；每个分组在通信子网中可能是通过不同的传输路
径到达目的主机；分组到达目的结点时可能出现乱序、重复与丢失现象。

虚电路方式试图将数据报方式与线路交换方式结合起来，充分发挥两种方法的优点，以达到最佳的数据交换效果；数据报方式在分组发送之前，发送方与接收方之间不需要预先建立连接。虚电路方式在分组发送之前，需要在发送方和接收方建立一条逻辑连接的虚电路；虚电路方式与线路交换方式相同，整个通信过程分为以下三个阶段：虚电路建立、数据传输与虚电路释放阶段。

虚电路方式与线路交换方式的不同之处

虚电路是在传输分组时建立起的逻辑连接，称为“虚电路”是因为这种电路不是专用的。每个结点到其它结点间可能有无数条虚电路存在；一个结点可以同时与多个结点之间具有虚电路。

计算机网络的性能指标

速率即数据率或比特率， 单位是b/s，或kb/s,  Mb/s,  Gb/s  等。

带宽本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫。现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语。

吞吐量表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。

时延：数据经历的总时延就是发送时延、传播时延、处理时延和排队时延之和。发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间，称为发送时延；电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间，称为传播时延；交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间，称为处理时延；结点缓存队列中分组排队所经历的时延则为排队时延。对于10兆到100兆网络的升级，我们做到的仅仅是减少发送时延，而不关乎传播时延。

时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度，表示在收到对方回答之前，你能往信道上发送的最大信道容量。

信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的，信道利用率并非越高越好，随着利用率的升高，时延也会急剧上升。

拿出些例题吧，当时复习的时候印象比较深刻的两道，感觉这一章的题目以概念为主

第一题是关于电路交换和分组交换的

答：电路交换的时延由建立电路的时间、发送数据的时间和传播数据的时间组成。其中，建立和拆除电路时间共2s（不知道答案为何只有一个s，留待考究），发送时延为x/b，传播时延为kd，所以总时延为2s+x/b+kd；分组交换的时延则是发送时延，传播时延和转发时延之和，即求开始发送第一个分组到最后一个分组到达所需时间，主要分析最后一个分组，从开始发第一个分组到该分组被发送出去，总用时x/b，即发送时延，最后一个分组到了第一个节点，转发时延为p/b，因为要经过k段链路，即k-1个结点，所以转发时延为（k-1）p/b，传播时延为kd，即总时延为x/b+（k-1）p/b+kd；然后列出不等式即可

答：数据的传输效率定义题目给出了

      （1）100/（100+20+20+18）

       （2）1000/（1000+20+20+18）

         这道题我们可以看出一帧中，需要传输的数据（应用层数据）过少，会比较浪费，因为首部占得比较多；而要是过多的话，会导致帧过长，导致帧在传输过程中出错的概率增加，导致重传。