计算机网络 课件

自顶向下和互联网特色

基于实验和探究式教学

计算机网络

Chapter 1 Introduction

宁波大学信息科学与工程学院

1-1

这真的是一个问题！

Packet switching allows more users to use network!

报交换允许用户使用网络！

比如：

1M链路

每个用户使用时需要100kbps，10%的使用率

电路交换：10个用户

包交换：35个用户

（假设：超过10个用户同时使用的概率小于0.17%

小于10个用户同时使用的概率为99.83%）

对突发数据较好：

资源共享

简单，没有呼叫建立

过分拥挤：包延迟或丢失

协议需要数据重传和拥塞控制

Q:如何提供接近电路的特性？

音频和视频应用需要带宽保障（QOS）

以R速率传输L数据需要化L/R秒（一次存储转发）

整个包需要在能够被传送到下一个链接前到达路由器总的延迟＝SUM（每次延迟）＝3L/R （图例）

1-28

Now break up the message 1 msec to transmit packet on each link works in 1ms*5000+3ms=5.003 sec!如果将整个消息分隔为5000个包：

每个包1500bits

1500bits/1.5Mbps ＝1ms 传输到下一个链接

并行传输：每个链接并行工作

延迟由15s 减到1ms*5000+2ms=5.002s

Delay and Loss.

数据包在路由器的缓存中排队

包到达速度会超过输出速度

包就要排队，等待转发

可用缓存：如果不足到达的包就会被丢弃（丢包）

数据包延迟的4种原因：

1.节点处理

检查位错误

决定输出链路

2.排队

等待输出发送的时间

取决于路由器的拥塞层度

在包交换网络中的延迟：

3.发送延迟

R=链路速度bps

L=包长度bits

发送到链路的时间=L/R

(如果考虑先全部接收再转发，整体时延=2L/R)

4.传播延迟

d=物理链路长度

s=在媒体中的传播速度

传播延迟=d/s

注意：s和R是完全不同的（数量级和性质）

节点延迟

节点延迟＝处理延迟＋排队延迟＋发送延迟＋传播延迟处理延迟：

典型的是毫秒级

目的是决定输出链路

排队延迟：

依赖于拥塞状况（会造成延迟和丢失）

发送延迟：

在低速链路会较大

传播延迟：

几毫秒到几千毫秒

卫星链路传播延迟会超过发送延迟

1-59

q?Cars “propagate” at 100 km/hr

q?Toll booth takes 12 sec to service a car (transmission time)

m

car~=bit; m caravan ~= packet

q?Q: How long until caravan is lined up before 2nd toll booth?

q?Time to “push” entire caravan through toll booth onto highway = 12*10 = 120 sec

q?Time for last car to propagate from 1st to 2nd toll booth: 100km/(100km/hr)= 1 hr

q?TOTAL=120s+1hr= 62 minutes

toll booth toll

booth ten-car

caravan 100 km

100 km

人类的车队类比：

车辆传播（行驶）速度：100km/hr

收费站每辆车：12s

车辆＝数据位，车队＝数据包

Q:车队到达第二个收费站要多长时间？

整个车队通过第一个收费站上高速

＝12*10=120s 最后一辆车从第一个收费站到第二个收费站

＝100km/(100km/hr)=1hr 总计＝120s+1hr=62mins

1-60

q?Cars now “propagate” at 1000 km/hr

q?Toll booth now takes 1 min to service a car

q?Q: Will cars arrive to 2nd booth before all cars serviced at 1st booth?

q?Yes! After 7 min m

1st car at 2nd booth m leave 3 cars still at 1st booth.

q?1st bit of packet can arrive at 2nd router before packet is fully transmitted at 1st router! (See also CSMA/CD in chap 5)toll booth toll

booth ten-car

caravan 100 km

100 km

车辆传播（行驶）速度：1000km/hr

收费站每辆车：1mins

Q:整个车队通过第一个前有车辆会到收费站吗？

是的，7min 后：

第一辆车到达第二个收费站 至少还有三辆车还在第一个收费站

（我们要保证：）整个数据包在其第一个bit 到达第二个路由器前，必须还在第一个路由器上发送。（参见第五章的CSMA/CD ）

R=link bandwidth (bps)

L=packet length (bits)

traffic intensity = La/R

La/R ~ 0: average queueing delay small

排队延迟（再讨论一下）

R=链路带宽

L=包长度

a=包的平均到达速率

通信量强度=La/R

La/R～0：平均排队延迟小

La/R->1：延迟变大

La/R >1:平均延迟趋向无穷大

在互联网中的真实延迟和路由器

traceroute程序提供从源到目的地沿着一个接一个的路由器的延迟测量，对于每一个i:发送3个包朝着目的地方向的路由器i

路由器i返回给发送者

发送者计算在发送和回复的时间间隔

丢包

和前一个连接的排队队列（缓存）

当包到达队列满了，包就会被丢弃（丢包）

或在路由器死机时（全丢了）

丢失的包可以被源系统通过上一个节点重发，或者（根本）不再重发丢失了怎么办？

如何发现丢失？

源系统如何处理？

....

计算机网络(第五版)课件——第三章数据链路层

计算机网络（第5 版）第3 章数据链路层

第3 章数据链路层 3.1 使用点对点信道的数据链路层 3.1.1 数据链路和帧 3.1.2 三个基本问题 3.2 点对点协议PPP 3.2.1 PPP 协议的特点 3.2.2 PPP 协议的帧格式 3.2.3 PPP 协议的工作状态

第3 章数据链路层（续） 3.3 使用广播信道的数据链路层 3.3.1 局域网的数据链路层 3.3.2 CSMA/CD 协议 3.4 使用广播信道的以太网 3.4.1 使用集线器的星形拓扑 3.4.2 以太网的信道利用率 3.4.3 以太网的MAC 层

第3 章数据链路层（续）3.5 扩展的以太网 3.5.1 在物理层扩展以太网 3.5.2 在数据链路层扩展以太网 3.6 高速以太网 3.6.1 100BASE-T 以太网 3.6.2 吉比特以太网 3.6.3 10 吉比特以太网 3.6.4 使用高速以太网进行宽带接入 3.7 其他类型的高速局域网接口

数据链路层 数据链路层使用的信道主要有以下两种类型： ?点对点信道。这种信道使用一对一的点对点通信方式。 ?广播信道。这种信道使用一对多的广播通信方式，因此过程比较复杂。广播信道上连接的主机很多，因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发

数据链路层的简单模型局域网广域网主机H 1 主机H 2路由器R 1路由器R 2路由器R 3电话网 局域网主机H 1向H 2发送数据 链路层应用层运输层网络层物理层链路层 应用层运输层网络层物理层 链路层网络层 物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层R 1 R 2R 3H 1 H 2从层次上来看数据的流动

《计算机应用基础》第7章 计算机网络与Internet技术[PPT教案]

教学纲要第二节第三节第一节 第四节知识拓展第五节

教学纲要第二节第三节第一节 第四节知识拓展第五节 计算机网络与Internet 技术第七章 我们可以通过局域网上计算机的资源共享，在英特网上搜索资料，下载、上传文件以及收发电子邮件操作等，学习计算机网络与Internet 技术。

教学纲要第二节第三节第一节 第四节 知识拓展第五节 计算机网络基础知识 Internet 的两种接入方式 网上冲浪，学会新的学习方法 常用网络工具的使用 教学内容：

教学纲要第二节第三节第一节 第四节 知识拓展第五节 记要章节： §7.1 计算机之间的文件共享§7.2 ADSL 接入§7.3 上网搜索信息§7.4 收发电子邮件§7.5下载工具的用法

教学纲要第二节第三节第一节 第四节 知识拓展第五节 ●了解网络互连的方法和技巧●TCP/IP 协议的设置 ●文件共享操作本节任务： 有多台计算机，已连接了局域网，要求各计算机之间共享文件 任务描述：某公司局域网内有多台计算机，为了实现计算机之间的资源共享，经理让您上机进行相关设置，以实现计算机之间的文件共享。 学习目标

教学纲要第二节第三节 第一节第四节知识拓展第五节 操作步骤： 1、检查硬件连接 2．配置网络协议检查网卡是否已经安装？再检查一下网线的两端是否连接到了计算机和集线器，连接正常时，网卡上的指示灯会显示绿灯并有闪烁，而集线器上对应的指示灯也显示绿灯。配置网络协议，确保所有计算机上都安装了TCP/IP ，并且工作正常。打开“资源管理器”，找到“网上邻居”并右击，从快捷菜单中选择“属性”选项，打开“网络连接”窗口。双击本地连接图标，在“本地连接状态”对话框，单击“属性”按钮，在“本地连接属性”对话框中双击Internet 协议（TCP/IP ），在打 开的Internet 协议属性对话框， 根据网络管理规划，配置网络协 议，如右图所示。

华中科技大学计算机网络课件 习题讲解范文

1.5 考虑在具有Q段链路的路径上发送一个F比特的分组。每段链路以R bit/s速率传输。该网络负载轻，因此没有排队时延。传播时延可忽略不计。 a）假定该网是一个分组交换虚电路网络。VC建链时间为t s s，假定发送层对每个分组增加总计h比特的首部。从源到目的地发送该文件需要多长时间？ b）假定该网络是一个分组交换数据报网络，使用无连接服务。现在假定每个分组具有2h 比特的首部。发送该分组需要多长时间？ c）最后，假定该网络是电路交换网。进一步假定源和目的地之间的传输速率是R bi t/s。假定t s为建链时间，h比特的首部附加在整个文件上，发送该分组需要多长时间？ 解答： a）t s＋Q（F＋h）/R b）Q（F＋2h）/R c）t s＋（F＋h）/R 1.6 ．这个基本问题开始研究传播时延和传输时延，这是数据网络中两个重要概念。考虑两台主机A和B由一条速率为R bit/s的链路相连。假定这两台主机相隔m米，沿该链路的传播速率为s m/s。主机A向主机B发送长度为L比特的分组。 a）根据m和s表达传播时延d prop。 b）根据L和R确定分组的传输时间d trans。 c）忽略处理时延和排队时延，得出端到端时延的表达式。 d）假定主机A在时刻t=0开始传输该分组。在时刻t=d trans，该分组的最后一个比特在什么地方？ e）假定d prop大于d trans。在时刻t= d trans，该分组的第一个比特的何处？ f）假定d prop小于d trans。在时刻t= d trans，该分组的第一个比特的何处？ g）假定s=2.5×108，L=100b，R=28kb/s。求出d pro等于d trans的距离m。 解答： a）d prop=m/s b）d trans=L/R c）d end-end= d prop＋d trans= m/s＋L/R d）在主机A的出链路上，正要向主机B传播。 e）该分组的第一个比特在从A到B的链路上传输 f）该分组的第一个比特已经到达B g）由m/s=L/R得m=Ls/R=2.5×108 ×0.1/28=8.93×105 第二章习题 1．是非判断题。 a.假设用户请求由某些文本和两幅图片组成的Web页面。对于这个页面，客户机将 发送一个请求报文及接收三个响应报文。 b.两个不同的Web页面（例如，https://www.sodocs.net/doc/742984094.html,/research.html及 https://www.sodocs.net/doc/742984094.html,/students.html）可以通过同一个持久连接发送。 c.在浏览器和起始服务器之间使用非持久连接的话，一个TCP报文段可能携带两个 不同的HTTP服务请求报文。

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基本概念题： 8-1 已知图G=(V,E)，其中V={a,b,c,d,e,f,g}，E={，，，，，，，，，，，}，请画出图G，并画出图G 的邻接矩阵和图G的邻接表。 8-2 对于图8-17所示的有向图，要求给出： （1）该有向图的邻接矩阵存储结构； （2）该有向图的邻接表存储结构； （3）设顶点A为访问的第一个顶点，按照邻接矩阵存储结构给出的每个顶点的邻接顶点次序，给出该有向图的深度优先遍历的顶点访问序列。 （4）设顶点A为访问的第一个顶点，按照邻接矩阵存储结构给出的每个顶点的邻接顶点次序，给出该有向图的广度优先遍历的顶点访问序列。 图8-17 有向图 8-3 对于图8-18所示的无向带权图，要求： （1）根据普里姆算法思想，画出构造该无向带权图最小生成树的过程； （2）根据克鲁斯卡尔算法思想，画出构造该无向带权图最小生成树的过程。 图8-18 无向带权图 8-4 对于图8-19所示的有向带权图，根据狄克斯特拉算法思想，画出生成从顶点A到其余各顶点最短路径的过程。 8-19有向带权图 复杂概念题： 8-5 证明：无向完全图中一定有n(n - 1) / 2条边。 8-6 证明：有向完全图中一定有n(n - 1)条弧。 *8-7 证明：在一个有n个顶点的完全图中生成树的数目可以有2n - 1– 1个。 *8-8 证明：对于一个无向图G = (V, E)，若G中各顶点的度均大于或等于2，则G中必存在回路。

算法设计题： 8-9 编写函数，求邻接矩阵存储结构的有向图G中各顶点的入度。 8-10 编写函数，求邻接矩阵存储结构的有向图G中各顶点的出度。 *8-11 要求： （1）给出图的非递归的深度优先遍历算法步骤。 （2）设图G采用邻接表存储结构存储，编写一个非递归的深度优先遍历函数。 *8-12 编写实现在邻接表存储的图G中删除顶点v的函数。 （提示：删除一个顶点时要删除和该顶点有关联的所有边） *8-13 编写函数，判断邻接矩阵存储结构的有向图G中，两个顶点v1和v2之间是否存在从v1到v2的路径。 （提示：利用深度优先遍历函数或广度优先遍历函数） 上机实习题： 8-14 邻接表存储结构图的程序设计。要求： （1）以图8-17为例，设计一个测试8.3.2节讨论的邻接表存储结构下图的操作函数的主函数，并给出程序运行的输出结果。 （2）设计邻接表存储结构下图的深度优先搜索遍历函数和广度优先搜索遍历函数，并以图8-17为例，编写主函数测试这些函数。 *（3）编写删除图G中顶点v的函数（提示：删除一个顶点时要删除和该顶点有关联的所有边），并测试该函数的正确性。