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lgh544 2020-05-19 13:13 原文

1、计算机网络的性能

比特(bit)是计算机中数据量的单位,也是信息论中使用的信息量的单位。Bit 来源于 binary digit,意思是一个“二进制数字”,因此一个比特就是二进制数字中的一个 1 或 0。

速率数据率(data rate)或比特率(bit rate)是计算机网络中最重要的一个性能指标。速率的单位是 b/s,或kb/s, Mb/s, Gb/s 等速率往往是指额定速率或标称速率。

带宽”(bandwidth)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)。现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语,单位是“比特每秒”,或 b/s (bit/s)。在时间轴上信号的宽度随带宽的增大而变窄:

吞吐量(throughput)表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量,以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。

时延

  传输时延(发送时延 ):发送数据时,数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间,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

   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。 信号传输速率(即发送速率)和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。

   处理时延: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。
   排队时延:结点缓存队列中分组排队所经历的时延。排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。

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:

四种时延所产生的地方:从结点 A 向结点 B 发送数据

 

 利用率:

  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。信道利用率并非越高越好

  网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。

时延与网络利用率的关系:

  根据排队论的理论,当某信道的利用率增大时,该信道引起的时延也就迅速增加。 若令 D0 表示网络空闲时的时延,D 表示网络当前的时延,则在适当的假定条件下,可以用下面的简单公式表示 D 和 D0之间的关系:U 是网络的利用率,数值在 0 到 1 之间。

 

2、计算机网络的体系结构

具有五层协议的体系结构

  

 3、数据通信系统的基础知识:

单向通信(单工通信)——只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。
双向交替通信(半双工通信)——通信的双方都可以发送信息,但不能双方同时发送(当然也就不能同时接收)。
双向同时通信(全双工通信)——通信的双方可以同时发送和接收信息。 

 

基带信号(即基本频带信号)——来自信源的信号。像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。
基带信号往往包含有较多的低频成分,甚至有直流成分,而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量。因此必须对基带信号进行调制(modulation)。   
带通信号——把基带信号经过载波调制后,把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输(即仅在一段频率范围内能够通过信道)。

 

基带信号往往包含有较多的低频成分,甚至有直流成分,而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量。为了解决这一问题,就必须对基带信号进行调制(modulation)。
最基本的二元制调制方法有以下几种:
  调幅(AM):载波的振幅随基带数字信号而变化。
  调频(FM):载波的频率随基带数字信号而变化。
  调相(PM) :载波的初始相位随基带数字信号而变化。 

信道复用技术

 

频分复用 FDM:

  用户在分配到一定的频带后,在通信过程中自始至终都占用这个频带。频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源(请注意,这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率)

 时分复用TDM:

  时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧(TDM 帧)。每一个时分复用的用户在每一个 TDM 帧中占用固定序号的时隙。每一个用户所占用的时隙是周期性地出现(其周期就是 TDM  帧的长度)。TDM 信号也称为等时(isochronous)信号。时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。

  时分复用可能会造成线路资源的浪费,使用时分复用系统传送计算机数据时,由于计算机数据的突发性质,用户对分配到的子信道的利用率一般是不高的。

 统计时分复用 STDM:

  

4、物理层

   物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口的一些特性,即: 机械特性——指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等;电气特性——指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。功能特性——指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。过程特性——指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。

 物理层下面的传输媒体

电信领域使用的电磁波的频谱

 

 

 

  

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