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計算機網路的通信公式

發布時間: 2022-04-18 19:49:38

計算機網路哪些常用的性能指標

計算機網路常用性能指標有:
1、速率:連接在計算機網路上的主機在數字信道上傳送數據的速率。
2、帶寬:網路通信線路傳送數據的能力。
3、吞吐量:單位時間內通過網路的數據量。
4、時延:數據從網路一端傳到另一端所需的時間。
5、時延帶寬積:傳播時延帶寬。
6、往返時間RTT:數據開始到結束所用時間。
7、利用率信道:數據通過信道時間。


(1)計算機網路的通信公式擴展閱讀:
計算機網路中的時延是由一下幾個不同的部分組成的:
(1)發送時延
發送時延是主機或路由器發送數據幀所需要的時間,也就是從發送數據幀的第一個比特算起,到該幀的最後一個比特發送完畢所需的時間。因此發送時延也叫做傳輸時延。發送時延的計算公式是:
發送時延=數據幀長度(bit)/發送速率(bit/s)
(2)傳播時延
傳播時延是電磁波在信道中傳播一定的距離需要花費的時間。傳播時延的計算公式是:
傳播時延=信道長度(m)/電磁波在信道上大的傳播速率(m/s)
電磁波在自由空間的傳播速率是光速。即3.0*10^5km/s。
發送時延發生在機器內部的發送器中,與傳輸信道的長度沒有任何關系。傳播時延發生在機器外部的傳輸信道媒體上,而與信道的發送速率無關。信號傳送的距離越遠,傳播時延就越大
(3)處理時延
主機或路由器在收到分組時需要花費一定時間進行處理,例如分析分組的首部,從分組中提取數據部分、進行差錯檢驗或查找合適的路由等,這就產生了處理時延。
(4)排隊時延
分組在進行網路傳輸時,要經過許多路由器。但分組在進入路由器後要先在輸入隊列中排隊等待,在路由器確定了轉發介面後,還要在輸出隊列中排隊等待轉發。這就產生了排隊時延。排隊時延的長短取決於網路當時的通信量。當網路的通信量很大時會發生隊列溢出,使分組丟失,這相當於排隊時延無窮大。
這樣數據在網路中經歷的總時延就是以上四種時延之和:總時延=發送時延+傳播時延+處理時延+排隊時延。
一般來說,小時延的網路要優於大時延的網路。

㈡ 幫忙解釋一下計算機網路中碼元的定義和信噪比的公式

在數字通信中常常用時間間隔相同的符號來表示一位二進制數字,這樣的時間間隔內的信號稱為二進制碼元。信道比——是信道的信號功率比上信道內從高斯分布的雜訊的功率,通常用10log10S/N表示,單位是分貝。
公式是C=Hlog2(1+S/N)

㈢ 計算機網路計算機網路通信的基本方式有哪些

按照通信方式:1、廣播式傳輸網路、
2、點對點傳輸網路.
⑴按地理范圍分類
①區域網LAN(Local Area Network)
區域網地理范圍一般幾百米到10km之內,屬於小范圍內的連網.如一個建築物內、一個學校內、一個工廠的廠區內等.區域網的組建簡單、靈活,使用方便.
②城域網MAN(Metropolitan Area Network)
城域網地理范圍可從幾十公里到上百公里,可覆蓋一個城市或地區,是一種中等形式的網路.
③廣域網WAN(Wide Area Network)
廣域網地理范圍一般在幾千公里左右,屬於大范圍連網.如幾個城市,一個或幾個國家,是網路系統中的最大型的網路,能實現大范圍的資源共享,如國際性的Internet網路.
⑵按傳輸速率分類
網路的傳輸速率有快有慢,傳輸速率快的稱高速網,傳輸速率慢的稱低速網.傳輸速率的單位是b/s(每秒比特數,英文縮寫為bps).一般將傳輸速率在Kb/s—Mb/s范圍的網路稱低速網,在Mb/s—Gb/s范圍的網稱高速網.也可以將Kb/s網稱低速網,將Mb/s網稱中速網,將Gb/s網稱高速網.
網路的傳輸速率與網路的帶寬有直接關系.帶寬是指傳輸信道的寬度,帶寬的單位是Hz(赫茲).按照傳輸信道的寬度可分為窄帶網和寬頻網.一般將KHz—MHz帶寬的網稱為窄帶網,將MHz—GHz的網稱為寬頻網,也可以將kHz帶寬的網稱窄帶網,將MHz帶寬的網稱中帶網,將GHz帶寬的網稱寬頻網.通常情況下,高速網就是寬頻網,低速網就是窄帶網.
⑶按傳輸介質分類
傳輸介質是指數據傳輸系統中發送裝置和接受裝置間的物理媒體,按其物理形態可以劃分為有線和無線兩大類.
①有線網
傳輸介質採用有線介質連接的網路稱為有線網,常用的有線傳輸介質有雙絞線、同軸電纜和光導纖維.
●雙絞線是由兩根絕緣金屬線互相纏繞而成,這樣的一對線作為一條通信線路,由四對雙絞線構成雙絞線電纜.雙絞線點到點的通信距離一般不能超過100m.目前,計算機網路上使用的雙絞線按其傳輸速率分為三類線、五類線、六類線、七類線,傳輸速率在10Mbps到600Mbps之間,雙絞線電纜的連接器一般為RJ-45.
●同軸電纜由內、外兩個導體組成,內導體可以由單股或多股線組成,外導體一般由金屬編織網組成.內、外導體之間有絕緣材料,其阻抗為50Ω.同軸電纜分為粗纜和細纜,粗纜用DB-15連接器,細纜用BNC和T連接器.
●光纜由兩層折射率不同的材料組成.內層是具有高折射率的玻璃單根纖維體組成,外層包一層折射率較低的材料.光纜的傳輸形式分為單模傳輸和多模傳輸,單模傳輸性能優於多模傳輸.所以,光纜分為單模光纜和多模光纜,單模光纜傳送距離為幾十公里,多模光纜為幾公里.光纜的傳輸速率可達到每秒幾百兆位.光纜用ST或SC連接器.光纜的優點是不會受到電磁的干擾,傳輸的距離也比電纜遠,傳輸速率高.光纜的安裝和維護比較困難,需要專用的設備.
②無線網
採用無線介質連接的網路稱為無線網.目前無線網主要採用三種技術:微波通信,紅外線通信和激光通信.這三種技術都是以大氣為介質的.其中微波通信用途最廣,目前的衛星網就是一種特殊形式的微波通信,它利用地球同步衛星作中繼站來轉發微波信號,一個同步衛星可以覆蓋地球的三分之一以上表面,三個同步衛星就可以覆蓋地球上全部通信區域.
⑷按拓撲結構分類
計算機網路的物理連接形式叫做網路的物理拓撲結構.連接在網路上的計算機、大容量的外存、高速列印機等設備均可看作是網路上的一個節點,也稱為工作站.計算機網路中常用的拓撲結構有匯流排型、星型、環型等.
①匯流排拓撲結構
匯流排拓撲結構是一種共享通路的物理結構.這種結構中匯流排具有信息的雙向傳輸功能,普遍用於區域網的連接,匯流排一般採用同軸電纜或雙絞線.
匯流排拓撲結構的優點是:安裝容易,擴充或刪除一個節點很容易,不需停止網路的正常工作,節點的故障不會殃及系統.由於各個節點共用一個匯流排作為數據通路,信道的利用率高.但匯流排結構也有其缺點:由於信道共享,連接的節點不宜過多,並且匯流排自身的故障可以導致系統的崩潰.
②星型拓撲結構
星型拓撲結構是一種以中央節點為中心,把若干外圍節點連接起來的輻射式互聯結構.這種結構適用於區域網,特別是近年來連接的區域網大都採用這種連接方式.這種連接方式以雙絞線或同軸電纜作連接線路.
星型拓撲結構的特點是:安裝容易,結構簡單,費用低,通常以集線器(Hub)作為中央節點,便於維護和管理.中央節點的正常運行對網路系統來說是至關重要的.
③環型拓撲結構
環型拓撲結構是將網路節點連接成閉合結構.信號順著一個方向從一台設備傳到另一台設備,每一台設備都配有一個收發器,信息在每台設備上的延時時間是固定的.
這種結構特別適用於實時控制的區域網系統.
環型拓撲結構的特點是:安裝容易,費用較低,電纜故障容易查找和排除.有些網路系統為了提高通信效率和可靠性,採用了雙環結構,即在原有的單環上再套一個環,使每個節點都具有兩個接收通道.環型網路的弱點是,當節點發生故障時,整個網路就不能正常工作.
④樹型拓撲結構
樹型拓撲結構就像一棵「根」朝上的樹,與匯流排拓撲結構相比,主要區別在於匯流排拓撲結構中沒有「根」.這種拓撲結構的網路一般採用同軸電纜,用於軍事單位、政府部門等上、下界限相當嚴格和層次分明的部門.
樹型拓撲結構的特點:優點是容易擴展、故障也容易分離處理,缺點是整個網路對根的依賴性很大,一旦網路的根發生故障,整個系統就不能正常工作

㈣ 計算機網路通信方式有幾種

單工通信---數據只能單向傳輸,有固定的發送者和接受者。如:遙控器。
半雙工通信----數據可雙向交替傳輸,但不能同時。如:對講機。
全雙工----數據可同時雙向傳輸。如:電話。

㈤ 計算機網路中的香農公式是什麼

C=B*log2(1+S/N) ( log2表示以2為底的對數)(bit/s)

該式通常稱為香農公式。B是信道帶寬(赫),S是信號功率(瓦),N是雜訊功率(瓦)。

香農定理指出,如果信息源的信息速率R小於或者等於信道容量C,那麼,在理論上存在一種方法可使信息源的輸出能夠以任意小的差錯概率通過信道傳輸。該定理還指出:如果R>C,則沒有任何辦法傳遞這樣的信息,或者說傳遞這樣的二進制信息的差錯率為1/2。

(5)計算機網路的通信公式擴展閱讀

調制方式

直接序列擴頻(DSSS)

如果在數據上直接注入擴頻碼,則可得到直序擴頻(DSSS),在實際應用中,擴頻碼與通信信號相乘,產生完全被偽隨機碼「打亂」了的數據。在這種技術中,偽隨機碼直接加入載波調制器的數據上。調制器具有更大的比特率。用這樣一個碼序列調制射頻載波的結果是產生一個中心在載波頻率、頻譜為((sinx)/x)2的直序調制擴展頻譜。

跳頻擴頻技術(FHSS)

如果擴頻碼作用在載波頻率上,我們就得到跳頻擴頻(FHSS)。FHSS偽隨機碼使載波按照偽隨機序列改變或跳變。顧名思義,FHSS中載波在一個很寬的頻帶上按照偽隨機碼的定義從一個頻率跳變到另一個頻率。

時跳變擴頻技術(THSS)

如果用擴頻碼控制發射信號的開或關,則可得到時間跳變的擴頻技術(THSS)。時跳變擴頻技術利用偽隨機序列控制功放的通/斷,該項技術目前應用不多。

㈥ 同步傳輸的通信效率公式

通信信號量/通信總量=通信效率。
在網路通信過程中,通信雙方要交換數據,需要高度的協同工作。為了正確的解釋信號,接收方必須確切地知道信號應當何時接收和處理,因此定時是至關重要的。在計算機網路中,定時的因素稱為位同步。同步是要接收方按照發送方發送的每個位的起止時刻和速率來接收數據,否則會產生誤差。
同步傳輸(Synchronous Transmission):同步傳輸的比特分組要大得多。它不是獨立地發送每個字元,每個字元都有自己的開始位和停止位,而是把它們組合起來一起發送。我們將這些組合稱為數據幀,或簡稱為幀。

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是總復習哈:
波特(Baud):碼元傳輸的速率單位。波特率為每秒傳送的碼元數(即信號傳送速率)。 1 Baud = log2M (bit/s) 其中M是信號的編碼級數。也可以寫成:Rbit = Rbaud log2M 上式中:Rbit-比特率,Rbaud-波特率。一個信號往往可以攜帶多個二進制位,所以在固定的信息傳輸速率下,比特率往往大於波特率。換句話說,一個碼元中可以傳送多個比特。例如,M=16,波特率為9600時,數據傳輸率為38.4kbit/s
誤碼率:信道傳輸可靠性指標,是概率值信息編碼:將信息用二進制數表示的方法。數據編碼:將數據用物理量表示的方法。例如:字元『A』的ASCII編碼(是信息編碼的一種)為01000001
帶寬:帶寬是通信信道的寬度,是信道頻率上界與下界之間之差,是介質傳輸能力的度量,在傳統的通信工程中通常以赫茲(Hz)為單位計量。在計算機網路中,一般使用每秒位數(b/s 或bps) 作為帶寬的計量單位。主要單位:Kb/s,Mb/s,Gb/s,一個以太區域網理論上每秒可以傳輸1千萬比特,它的帶寬相應為10Mb/s。
時延 △信息從網路的一端傳送到另一端所需的時間 △時延之和=處理時延+排隊時延 +發送時延+傳播時延 △處理時延=分組首部和錯誤校驗等處理(微秒) △排隊時延=數據在中間結點等待轉發的延遲時間 △發送時延=數據位數/信道帶寬 △傳播時延=d/s(毫秒)d:距離 s:傳播速度≈光速
時延帶寬乘積:某一鏈路所能容納的比特數。時延帶寬乘積=帶寬×傳播時延。例如,某鏈路的時延帶寬乘積為100萬比特,這意味著第一個比特到達目的端時,源端已發送了100萬比特。
往返時延 (Round-Trip Time ,RTT) 從信源發送數據開始,到信源收到信宿確認所經歷的時間RTT≈2×傳播時延,傳輸可靠性兩個含義: 1、數據能正確送達 2、數據能有序送達(當採用分組交換時)
信息通信系統傳輸
1、信道及其主要特徵:數字信道和模擬信道
數字信道:以數字脈沖形式(離散信號)傳輸數據的信道。
模擬信道:以連續模擬信號形式傳輸數據的信道。模擬信號和數字信號
模擬信號:時間上連續,包含無窮多個信號值
數字信號:時間上離散,僅包含有限數目的信號值周期信號和非周期信號
周期信號:信號由不斷重復的固定模式組成(如正弦波)
非周期信號:信號沒有固定的模式和波形循環(如語音的音波信號)。
2、數字數據的傳輸方式
基帶傳輸:不需調制,編碼後的數字脈沖信號直接在信道上傳送。例如:乙太網
寬頻傳輸:數字信號需調製成頻帶模擬信號後再傳送,接收方需要解調。例如:通過電話模擬信道傳輸。例如:閉路電視的信號傳輸。
3、數據同步方式:目的是使接收端與發送端在時間基準上一致 (包括開始時間、位邊界、重復頻率等)。有三種同步方法:位同步、字元同步、幀同步。
位同步 目的是使接收端接收的每一位信息都與發送端保持同步,有下面兩種方式: △外同步——發送端發送數據時同時發送同步時鍾信號,接收方用同步信號來鎖定自己的時鍾脈沖頻率。 △自同步——通過特殊編碼(如曼徹斯特編碼),這些數據編碼信號包含了同步信號,接收方從中提取同步信號來鎖定自己的時鍾脈沖頻率。
字元同步 以字元為邊界實現字元的同步接收,也稱為起止式或非同步制。每個字元的傳輸需要:1個起始位、5~8個數據位、1,1.5,2個停止位。
字元同步的性能評估: △頻率的漂移不會積累,每個字元開始時都會重新同步。 △每兩個字元之間的間隔時間不固定。 △增加了輔助位,所以效率低。例如,採用1個起始位、 8個數據位、 2個停止位時,其效率為8/11<72%。
幀同步 識別一個幀的起始和結束。 △幀(Frame)數據鏈路中的傳輸單位——包含數據和控制信息的數據塊。 △面向字元的——以同步字元(SYN,16H)來標識一個幀的開始,適用於數據為字元類型的幀。 △面向比特的——以特殊位序列(7EH,即01111110)來標識一個幀的開始,適用於任意數據類型的幀。
4、信道最大數據傳輸率
奈奎斯公式:用於理想低通信道 C = 2W×log2 M C = 數據傳輸率,單位bit/s W = 帶寬,單位Hz M = 信號編碼級數奈奎斯公式為估算已知帶寬信道的最高數據傳輸速率提供了依據。
非理想信道:實際的信道上存在損耗、延遲、雜訊。損耗引起信號強度減弱,導致信噪比S/N降低。延遲會使接收端的信號產生畸變。雜訊會破壞信號,產生誤碼。持續時間0.01s的干擾會破壞約560個比特(56Kbit/s) △香農公式:有限帶寬高斯雜訊干擾信道 C = W log2 (1+S/N) S/N: 信噪比例:信道帶寬W=3.1KHz,S/N=2000,則 C = 3100*log2(1+2000) ≈ 34Kbit/s 即該信道上的最大數據傳輸率不會大於34Kbit/s
奈奎斯公式和香農公式的比較 △C = 2W log2M 數據傳輸率C隨信號編碼級數增加而增加。 △C = W log2(1+S/N) 無論采樣頻率多高,信號編碼分多少級,此公式給出了信道能達到的最高傳輸速率。原因:雜訊的存在將使編碼級數不可能無限增加。 5、數據編碼
編碼與調制的區別 △用數字信號承載數字或模擬數據——編碼 △用模擬信號承載數字或模擬數據——調制
數字數據的數字信號編碼:把數字數據轉換成某種數字脈沖信號常見的有兩類:不歸零碼和曼徹斯特編碼。 △不歸零碼(NRZ,Non-Return to Zero)二進制數字0、1分別用兩種電平來表示,常常用-5V表示1,+5V表示0。缺點:存在直流分量,傳輸中不能使用變壓器;不具備自同步機制,傳輸時必須使用外同步。 △曼徹斯特編碼(Manchester Code)用電壓的變化表示0和1,規定在每個碼元的中間發生跳變:高→低的跳變代表0,低→高的跳變代表1。每個碼元中間都要發生跳變,接收端可將此變化提取出來作為同步信號。這種編碼也稱為自同步碼(Self-Synchronizing Code)。缺點:需要雙倍的傳輸帶寬(即信號速率是數據速率的2倍)。 △差分曼徹斯特編碼(Differential ~)每個碼元的中間仍要發生跳變,用碼元開始處有無跳變來表示0和1 ,有跳變代表0,無跳變代表1。
數字數據的調制編碼[三種常用的調制技術]: △幅移鍵控ASK (Amplitude Shift Keying) △頻移鍵控FSK (Frequency Shift Keying) △相移鍵控PSK (Phase Shift Keying) 基本原理:用數字信號對載波的不同參量進行調制。載波 S(t) = Acos(ωt+ψ) S(t)的參量包括: 幅度A、頻率ω、初相位ψ,調制就是要使A、ω或ψ隨數字基帶信號的變化而變化。 △ASK:用載波的兩個不同振幅表示0和1。 △FSK:用載波的兩個不同頻率表示0和1。 △PSK:用載波的起始相位的變化表示0 和1。
模擬數據的數字信號編碼采樣定理:如果模擬信號的最高頻率為F,若以2F的采樣頻率對其采樣,則采樣得到的離散信號序列就能完整地恢復出原始信號。要轉換的模擬數據主要是電話語音信號,語音信號要在數字線路上傳輸,必須將語音信號轉換成數字信號。這需要經過三個步驟: △采樣:按一定間隔對語音信號進行采樣 △量化:對每個樣本舍入到量化級別上 △編碼:對每個舍入後的樣本進行編碼編碼後的信號稱為PCM信號

㈧ 發送時延的計算公式是什麼...

發送時延=數據幀長度(b)/發送速率(b/s)
傳播時延=信道

時延是指一個報文或分組從一個網路的一端傳送到另一個端所需要的時間。它包括了發送時延,傳播時延,處理時延,排隊時延。(時延=發送時延+傳播時延+處理時延+排隊時延)一般,發送時延與傳播時延是我們主要考慮的。對於報文長度較大的情況,發送時延是主要矛盾;報文長度較小的情況,傳播時延是主要矛盾。(計算機網路方面的時延概念)
時延是指從說話人開始說話到受話人聽到所說的內容的時間。一般人們能忍受小於250ms的時延,若時延太長,會使通信雙方都不舒服。此外,時延還會造成回波,時延越長所需的用於消除回波的計算機指令的時間就越多。傳送時延由Internet的路由情況決定,如果在低速信道或信道太擁擠時,可能會導致長時間時延或丟失數據包的情況。
發送時延的計算公式為 發送時延=數據塊長度/信息傳輸速率(2)傳播時延它是指承載傳輸信號的電磁波在一定長度的信道上傳播所需要的時間。傳播時延的計算公式為傳播時延=信道長度/電磁波在信道上的傳播速率在自由空間中,電磁波以光速傳播,光速為3.0×108 m/s。在銅線或光纖中,電磁波的速度大約降低到光速的72%。(3)轉發時延這是數據塊在中間節點(中繼器/交換機/路由器)轉發數據時產生的時延。數據塊經歷的總時延為上述3個部分時延之和,即總時延=發送時延+傳播時延+轉發時延時延是計算機網路的一項重要指標,各種時延也影響到網路參數的設計。7.同步同步要求通信雙方的基準定時時鍾的頻率和相位是相同的,其頻率差和相位差保持在允許的容差之內。同步分為幀同步和位同步

㈨ 簡要說明計算機網路的通信過程是怎樣進行的

從用戶在瀏覽器中輸入URL開始大概是這樣的過程。
1)URL被提交到域名伺服器得到目的主機的IP地址
2)根據IP選擇路由 ,若在同一網路則直接交付,否則交給路由器選擇下一跳地址直到把消息傳到目的主機所在網路
3)到達目的主機所在網路後,根據IP地址得到MAC地址,按此MAC地址將消息交付給目的主機

㈩ 帶寬計算公式是什麼

匯流排帶寬的計算公式為:匯流排帶寬=匯流排數據傳輸頻率 X 數據匯流排位數

匯流排主要參數有匯流排位寬、匯流排時鍾頻率和匯流排傳輸速率。/傳統的PCI並行匯流排和最新的PCI-E串列匯流排帶寬。

匯流排位寬決定輸入/輸出設備之間一次數據傳輸的信息量,用位(bit)表示,如匯流排寬度為8位、16位、32位和64位。

(10)計算機網路的通信公式擴展閱讀:

對於電子電路中的帶寬,決定因素在於電路設計。它主要是由高頻放大部分元件的特性決定,而高頻電路的設計是比較困難的部分,成本也比普通電路要高很多。

而對於匯流排、內存中的帶寬,決定其數值的主要因素在於工作頻率和位寬,在這兩個領域,帶寬等於工作頻率與位寬的乘積,因此帶寬和工作頻率、位寬兩個指標成正比。不過工作頻率或位寬並不能無限制提高,它們受到很多因素的制約。