计算机网络常用性能指标有:
1、速率:连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率。
2、带宽:网络通信线路传送数据的能力。
3、吞吐量:单位时间内通过网络的数据量。
4、时延:数据从网络一端传到另一端所需的时间。
5、时延带宽积:传播时延带宽。
6、往返时间RTT:数据开始到结束所用时间。
7、利用率信道:数据通过信道时间。
(1)计算机网络的通信公式扩展阅读:
计算机网络中的时延是由一下几个不同的部分组成的:
(1)发送时延
发送时延是主机或路由器发送数据帧所需要的时间,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。因此发送时延也叫做传输时延。发送时延的计算公式是:
发送时延=数据帧长度(bit)/发送速率(bit/s)
(2)传播时延
传播时延是电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。传播时延的计算公式是:
传播时延=信道长度(m)/电磁波在信道上大的传播速率(m/s)
电磁波在自由空间的传播速率是光速。即3.0*10^5km/s。
发送时延发生在机器内部的发送器中,与传输信道的长度没有任何关系。传播时延发生在机器外部的传输信道媒体上,而与信道的发送速率无关。信号传送的距离越远,传播时延就越大
(3)处理时延
主机或路由器在收到分组时需要花费一定时间进行处理,例如分析分组的首部,从分组中提取数据部分、进行差错检验或查找合适的路由等,这就产生了处理时延。
(4)排队时延
分组在进行网络传输时,要经过许多路由器。但分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待,在路由器确定了转发接口后,还要在输出队列中排队等待转发。这就产生了排队时延。排队时延的长短取决于网络当时的通信量。当网络的通信量很大时会发生队列溢出,使分组丢失,这相当于排队时延无穷大。
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。
一般来说,小时延的网络要优于大时延的网络。
㈡ 帮忙解释一下计算机网络中码元的定义和信噪比的公式
在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一位二进制数字,这样的时间间隔内的信号称为二进制码元。信道比——是信道的信号功率比上信道内从高斯分布的噪声的功率,通常用10log10S/N表示,单位是分贝。
公式是C=Hlog2(1+S/N)
㈢ 计算机网络计算机网络通信的基本方式有哪些
按照通信方式:1、广播式传输网络、
2、点对点传输网络.
⑴按地理范围分类
①局域网LAN(Local Area Network)
局域网地理范围一般几百米到10km之内,属于小范围内的连网.如一个建筑物内、一个学校内、一个工厂的厂区内等.局域网的组建简单、灵活,使用方便.
②城域网MAN(Metropolitan Area Network)
城域网地理范围可从几十公里到上百公里,可覆盖一个城市或地区,是一种中等形式的网络.
③广域网WAN(Wide Area Network)
广域网地理范围一般在几千公里左右,属于大范围连网.如几个城市,一个或几个国家,是网络系统中的最大型的网络,能实现大范围的资源共享,如国际性的Internet网络.
⑵按传输速率分类
网络的传输速率有快有慢,传输速率快的称高速网,传输速率慢的称低速网.传输速率的单位是b/s(每秒比特数,英文缩写为bps).一般将传输速率在Kb/s—Mb/s范围的网络称低速网,在Mb/s—Gb/s范围的网称高速网.也可以将Kb/s网称低速网,将Mb/s网称中速网,将Gb/s网称高速网.
网络的传输速率与网络的带宽有直接关系.带宽是指传输信道的宽度,带宽的单位是Hz(赫兹).按照传输信道的宽度可分为窄带网和宽带网.一般将KHz—MHz带宽的网称为窄带网,将MHz—GHz的网称为宽带网,也可以将kHz带宽的网称窄带网,将MHz带宽的网称中带网,将GHz带宽的网称宽带网.通常情况下,高速网就是宽带网,低速网就是窄带网.
⑶按传输介质分类
传输介质是指数据传输系统中发送装置和接受装置间的物理媒体,按其物理形态可以划分为有线和无线两大类.
①有线网
传输介质采用有线介质连接的网络称为有线网,常用的有线传输介质有双绞线、同轴电缆和光导纤维.
●双绞线是由两根绝缘金属线互相缠绕而成,这样的一对线作为一条通信线路,由四对双绞线构成双绞线电缆.双绞线点到点的通信距离一般不能超过100m.目前,计算机网络上使用的双绞线按其传输速率分为三类线、五类线、六类线、七类线,传输速率在10Mbps到600Mbps之间,双绞线电缆的连接器一般为RJ-45.
●同轴电缆由内、外两个导体组成,内导体可以由单股或多股线组成,外导体一般由金属编织网组成.内、外导体之间有绝缘材料,其阻抗为50Ω.同轴电缆分为粗缆和细缆,粗缆用DB-15连接器,细缆用BNC和T连接器.
●光缆由两层折射率不同的材料组成.内层是具有高折射率的玻璃单根纤维体组成,外层包一层折射率较低的材料.光缆的传输形式分为单模传输和多模传输,单模传输性能优于多模传输.所以,光缆分为单模光缆和多模光缆,单模光缆传送距离为几十公里,多模光缆为几公里.光缆的传输速率可达到每秒几百兆位.光缆用ST或SC连接器.光缆的优点是不会受到电磁的干扰,传输的距离也比电缆远,传输速率高.光缆的安装和维护比较困难,需要专用的设备.
②无线网
采用无线介质连接的网络称为无线网.目前无线网主要采用三种技术:微波通信,红外线通信和激光通信.这三种技术都是以大气为介质的.其中微波通信用途最广,目前的卫星网就是一种特殊形式的微波通信,它利用地球同步卫星作中继站来转发微波信号,一个同步卫星可以覆盖地球的三分之一以上表面,三个同步卫星就可以覆盖地球上全部通信区域.
⑷按拓扑结构分类
计算机网络的物理连接形式叫做网络的物理拓扑结构.连接在网络上的计算机、大容量的外存、高速打印机等设备均可看作是网络上的一个节点,也称为工作站.计算机网络中常用的拓扑结构有总线型、星型、环型等.
①总线拓扑结构
总线拓扑结构是一种共享通路的物理结构.这种结构中总线具有信息的双向传输功能,普遍用于局域网的连接,总线一般采用同轴电缆或双绞线.
总线拓扑结构的优点是:安装容易,扩充或删除一个节点很容易,不需停止网络的正常工作,节点的故障不会殃及系统.由于各个节点共用一个总线作为数据通路,信道的利用率高.但总线结构也有其缺点:由于信道共享,连接的节点不宜过多,并且总线自身的故障可以导致系统的崩溃.
②星型拓扑结构
星型拓扑结构是一种以中央节点为中心,把若干外围节点连接起来的辐射式互联结构.这种结构适用于局域网,特别是近年来连接的局域网大都采用这种连接方式.这种连接方式以双绞线或同轴电缆作连接线路.
星型拓扑结构的特点是:安装容易,结构简单,费用低,通常以集线器(Hub)作为中央节点,便于维护和管理.中央节点的正常运行对网络系统来说是至关重要的.
③环型拓扑结构
环型拓扑结构是将网络节点连接成闭合结构.信号顺着一个方向从一台设备传到另一台设备,每一台设备都配有一个收发器,信息在每台设备上的延时时间是固定的.
这种结构特别适用于实时控制的局域网系统.
环型拓扑结构的特点是:安装容易,费用较低,电缆故障容易查找和排除.有些网络系统为了提高通信效率和可靠性,采用了双环结构,即在原有的单环上再套一个环,使每个节点都具有两个接收通道.环型网络的弱点是,当节点发生故障时,整个网络就不能正常工作.
④树型拓扑结构
树型拓扑结构就像一棵“根”朝上的树,与总线拓扑结构相比,主要区别在于总线拓扑结构中没有“根”.这种拓扑结构的网络一般采用同轴电缆,用于军事单位、政府部门等上、下界限相当严格和层次分明的部门.
树型拓扑结构的特点:优点是容易扩展、故障也容易分离处理,缺点是整个网络对根的依赖性很大,一旦网络的根发生故障,整个系统就不能正常工作
㈣ 计算机网络通信方式有几种
单工通信---数据只能单向传输,有固定的发送者和接受者。如:遥控器。
半双工通信----数据可双向交替传输,但不能同时。如:对讲机。
全双工----数据可同时双向传输。如:电话。
㈤ 计算机网路中的香农公式是什么
C=B*log2(1+S/N) ( log2表示以2为底的对数)(bit/s)
该式通常称为香农公式。B是信道带宽(赫),S是信号功率(瓦),N是噪声功率(瓦)。
香农定理指出,如果信息源的信息速率R小于或者等于信道容量C,那么,在理论上存在一种方法可使信息源的输出能够以任意小的差错概率通过信道传输。该定理还指出:如果R>C,则没有任何办法传递这样的信息,或者说传递这样的二进制信息的差错率为1/2。
(5)计算机网络的通信公式扩展阅读
调制方式
直接序列扩频(DSSS)
如果在数据上直接注入扩频码,则可得到直序扩频(DSSS),在实际应用中,扩频码与通信信号相乘,产生完全被伪随机码“打乱”了的数据。在这种技术中,伪随机码直接加入载波调制器的数据上。调制器具有更大的比特率。用这样一个码序列调制射频载波的结果是产生一个中心在载波频率、频谱为((sinx)/x)2的直序调制扩展频谱。
跳频扩频技术(FHSS)
如果扩频码作用在载波频率上,我们就得到跳频扩频(FHSS)。FHSS伪随机码使载波按照伪随机序列改变或跳变。顾名思义,FHSS中载波在一个很宽的频带上按照伪随机码的定义从一个频率跳变到另一个频率。
时跳变扩频技术(THSS)
如果用扩频码控制发射信号的开或关,则可得到时间跳变的扩频技术(THSS)。时跳变扩频技术利用伪随机序列控制功放的通/断,该项技术目前应用不多。
㈥ 同步传输的通信效率公式
通信信号量/通信总量=通信效率。
在网络通信过程中,通信双方要交换数据,需要高度的协同工作。为了正确的解释信号,接收方必须确切地知道信号应当何时接收和处理,因此定时是至关重要的。在计算机网络中,定时的因素称为位同步。同步是要接收方按照发送方发送的每个位的起止时刻和速率来接收数据,否则会产生误差。
同步传输(Synchronous Transmission):同步传输的比特分组要大得多。它不是独立地发送每个字符,每个字符都有自己的开始位和停止位,而是把它们组合起来一起发送。我们将这些组合称为数据帧,或简称为帧。
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波特(Baud):码元传输的速率单位。波特率为每秒传送的码元数(即信号传送速率)。 1 Baud = log2M (bit/s) 其中M是信号的编码级数。也可以写成:Rbit = Rbaud log2M 上式中:Rbit-比特率,Rbaud-波特率。一个信号往往可以携带多个二进制位,所以在固定的信息传输速率下,比特率往往大于波特率。换句话说,一个码元中可以传送多个比特。例如,M=16,波特率为9600时,数据传输率为38.4kbit/s
误码率:信道传输可靠性指标,是概率值信息编码:将信息用二进制数表示的方法。数据编码:将数据用物理量表示的方法。例如:字符‘A’的ASCII编码(是信息编码的一种)为01000001
带宽:带宽是通信信道的宽度,是信道频率上界与下界之间之差,是介质传输能力的度量,在传统的通信工程中通常以赫兹(Hz)为单位计量。在计算机网络中,一般使用每秒位数(b/s 或bps) 作为带宽的计量单位。主要单位:Kb/s,Mb/s,Gb/s,一个以太局域网理论上每秒可以传输1千万比特,它的带宽相应为10Mb/s。
时延 △信息从网络的一端传送到另一端所需的时间 △时延之和=处理时延+排队时延 +发送时延+传播时延 △处理时延=分组首部和错误校验等处理(微秒) △排队时延=数据在中间结点等待转发的延迟时间 △发送时延=数据位数/信道带宽 △传播时延=d/s(毫秒)d:距离 s:传播速度≈光速
时延带宽乘积:某一链路所能容纳的比特数。时延带宽乘积=带宽×传播时延。例如,某链路的时延带宽乘积为100万比特,这意味着第一个比特到达目的端时,源端已发送了100万比特。
往返时延 (Round-Trip Time ,RTT) 从信源发送数据开始,到信源收到信宿确认所经历的时间RTT≈2×传播时延,传输可靠性两个含义: 1、数据能正确送达 2、数据能有序送达(当采用分组交换时)
信息通信系统传输
1、信道及其主要特征:数字信道和模拟信道
数字信道:以数字脉冲形式(离散信号)传输数据的信道。
模拟信道:以连续模拟信号形式传输数据的信道。模拟信号和数字信号
模拟信号:时间上连续,包含无穷多个信号值
数字信号:时间上离散,仅包含有限数目的信号值周期信号和非周期信号
周期信号:信号由不断重复的固定模式组成(如正弦波)
非周期信号:信号没有固定的模式和波形循环(如语音的音波信号)。
2、数字数据的传输方式
基带传输:不需调制,编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送。例如:以太网
宽带传输:数字信号需调制成频带模拟信号后再传送,接收方需要解调。例如:通过电话模拟信道传输。例如:闭路电视的信号传输。
3、数据同步方式:目的是使接收端与发送端在时间基准上一致 (包括开始时间、位边界、重复频率等)。有三种同步方法:位同步、字符同步、帧同步。
位同步 目的是使接收端接收的每一位信息都与发送端保持同步,有下面两种方式: △外同步——发送端发送数据时同时发送同步时钟信号,接收方用同步信号来锁定自己的时钟脉冲频率。 △自同步——通过特殊编码(如曼彻斯特编码),这些数据编码信号包含了同步信号,接收方从中提取同步信号来锁定自己的时钟脉冲频率。
字符同步 以字符为边界实现字符的同步接收,也称为起止式或异步制。每个字符的传输需要:1个起始位、5~8个数据位、1,1.5,2个停止位。
字符同步的性能评估: △频率的漂移不会积累,每个字符开始时都会重新同步。 △每两个字符之间的间隔时间不固定。 △增加了辅助位,所以效率低。例如,采用1个起始位、 8个数据位、 2个停止位时,其效率为8/11<72%。
帧同步 识别一个帧的起始和结束。 △帧(Frame)数据链路中的传输单位——包含数据和控制信息的数据块。 △面向字符的——以同步字符(SYN,16H)来标识一个帧的开始,适用于数据为字符类型的帧。 △面向比特的——以特殊位序列(7EH,即01111110)来标识一个帧的开始,适用于任意数据类型的帧。
4、信道最大数据传输率
奈奎斯公式:用于理想低通信道 C = 2W×log2 M C = 数据传输率,单位bit/s W = 带宽,单位Hz M = 信号编码级数奈奎斯公式为估算已知带宽信道的最高数据传输速率提供了依据。
非理想信道:实际的信道上存在损耗、延迟、噪声。损耗引起信号强度减弱,导致信噪比S/N降低。延迟会使接收端的信号产生畸变。噪声会破坏信号,产生误码。持续时间0.01s的干扰会破坏约560个比特(56Kbit/s) △香农公式:有限带宽高斯噪声干扰信道 C = W log2 (1+S/N) S/N: 信噪比例:信道带宽W=3.1KHz,S/N=2000,则 C = 3100*log2(1+2000) ≈ 34Kbit/s 即该信道上的最大数据传输率不会大于34Kbit/s
奈奎斯公式和香农公式的比较 △C = 2W log2M 数据传输率C随信号编码级数增加而增加。 △C = W log2(1+S/N) 无论采样频率多高,信号编码分多少级,此公式给出了信道能达到的最高传输速率。原因:噪声的存在将使编码级数不可能无限增加。 5、数据编码
编码与调制的区别 △用数字信号承载数字或模拟数据——编码 △用模拟信号承载数字或模拟数据——调制
数字数据的数字信号编码:把数字数据转换成某种数字脉冲信号常见的有两类:不归零码和曼彻斯特编码。 △不归零码(NRZ,Non-Return to Zero)二进制数字0、1分别用两种电平来表示,常常用-5V表示1,+5V表示0。缺点:存在直流分量,传输中不能使用变压器;不具备自同步机制,传输时必须使用外同步。 △曼彻斯特编码(Manchester Code)用电压的变化表示0和1,规定在每个码元的中间发生跳变:高→低的跳变代表0,低→高的跳变代表1。每个码元中间都要发生跳变,接收端可将此变化提取出来作为同步信号。这种编码也称为自同步码(Self-Synchronizing Code)。缺点:需要双倍的传输带宽(即信号速率是数据速率的2倍)。 △差分曼彻斯特编码(Differential ~)每个码元的中间仍要发生跳变,用码元开始处有无跳变来表示0和1 ,有跳变代表0,无跳变代表1。
数字数据的调制编码[三种常用的调制技术]: △幅移键控ASK (Amplitude Shift Keying) △频移键控FSK (Frequency Shift Keying) △相移键控PSK (Phase Shift Keying) 基本原理:用数字信号对载波的不同参量进行调制。载波 S(t) = Acos(ωt+ψ) S(t)的参量包括: 幅度A、频率ω、初相位ψ,调制就是要使A、ω或ψ随数字基带信号的变化而变化。 △ASK:用载波的两个不同振幅表示0和1。 △FSK:用载波的两个不同频率表示0和1。 △PSK:用载波的起始相位的变化表示0 和1。
模拟数据的数字信号编码采样定理:如果模拟信号的最高频率为F,若以2F的采样频率对其采样,则采样得到的离散信号序列就能完整地恢复出原始信号。要转换的模拟数据主要是电话语音信号,语音信号要在数字线路上传输,必须将语音信号转换成数字信号。这需要经过三个步骤: △采样:按一定间隔对语音信号进行采样 △量化:对每个样本舍入到量化级别上 △编码:对每个舍入后的样本进行编码编码后的信号称为PCM信号
㈧ 发送时延的计算公式是什么...
发送时延=数据帧长度(b)/发送速率(b/s)
传播时延=信道
时延是指一个报文或分组从一个网络的一端传送到另一个端所需要的时间。它包括了发送时延,传播时延,处理时延,排队时延。(时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延)一般,发送时延与传播时延是我们主要考虑的。对于报文长度较大的情况,发送时延是主要矛盾;报文长度较小的情况,传播时延是主要矛盾。(计算机网络方面的时延概念)
时延是指从说话人开始说话到受话人听到所说的内容的时间。一般人们能忍受小于250ms的时延,若时延太长,会使通信双方都不舒服。此外,时延还会造成回波,时延越长所需的用于消除回波的计算机指令的时间就越多。传送时延由Internet的路由情况决定,如果在低速信道或信道太拥挤时,可能会导致长时间时延或丢失数据包的情况。
发送时延的计算公式为 发送时延=数据块长度/信息传输速率(2)传播时延它是指承载传输信号的电磁波在一定长度的信道上传播所需要的时间。传播时延的计算公式为传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率在自由空间中,电磁波以光速传播,光速为3.0×108 m/s。在铜线或光纤中,电磁波的速度大约降低到光速的72%。(3)转发时延这是数据块在中间节点(中继器/交换机/路由器)转发数据时产生的时延。数据块经历的总时延为上述3个部分时延之和,即总时延=发送时延+传播时延+转发时延时延是计算机网络的一项重要指标,各种时延也影响到网络参数的设计。7.同步同步要求通信双方的基准定时时钟的频率和相位是相同的,其频率差和相位差保持在允许的容差之内。同步分为帧同步和位同步
㈨ 简要说明计算机网络的通信过程是怎样进行的
从用户在浏览器中输入URL开始大概是这样的过程。
1)URL被提交到域名服务器得到目的主机的IP地址
2)根据IP选择路由 ,若在同一网络则直接交付,否则交给路由器选择下一跳地址直到把消息传到目的主机所在网络
3)到达目的主机所在网络后,根据IP地址得到MAC地址,按此MAC地址将消息交付给目的主机
㈩ 带宽计算公式是什么
总线带宽的计算公式为:总线带宽=总线数据传输频率 X 数据总线位数
总线主要参数有总线位宽、总线时钟频率和总线传输速率。/传统的PCI并行总线和最新的PCI-E串行总线带宽。
总线位宽决定输入/输出设备之间一次数据传输的信息量,用位(bit)表示,如总线宽度为8位、16位、32位和64位。
(10)计算机网络的通信公式扩展阅读:
对于电子电路中的带宽,决定因素在于电路设计。它主要是由高频放大部分元件的特性决定,而高频电路的设计是比较困难的部分,成本也比普通电路要高很多。
而对于总线、内存中的带宽,决定其数值的主要因素在于工作频率和位宽,在这两个领域,带宽等于工作频率与位宽的乘积,因此带宽和工作频率、位宽两个指标成正比。不过工作频率或位宽并不能无限制提高,它们受到很多因素的制约。