基于OPNET的共享式以太网研究与仿真(5)
网络的不同层次有着不同的协议，网络层次一般来说可划分为五个层次，分别为物理层，数据链路层，网络层，传输层和应用层。实际上网络性能指标是一个综合的概念，依协议层次可概括为物理级性能指标、链路级性能指标、网络级性能指标、传输级性能指标和用户级性能指标[9]。如表1所示。
表1 各层次所用协议及性能指标
网络层次 所用协议 性能指标
应用层 FTP协议、SMTP协议
HTTP协议、RIP协议、Telnet协议
响应时间
传输层 TCP协议、UDP协议 吞吐量、传输延迟
网络层 IP协议、ICMP协议
ARP协议、RARP协议
连通性
数据链路层 无 传输率
物理层 无 部件完好率
(1) 物理级性能指标
物理层主要是对传输媒体的接口特性做一些相关说明。描述物理层级的性能指标有很多，例如接口的规范性、电气的可操作性等，这些都是影响网络性能的重要指标。这些指标虽然重要，但是各通信设备、通信链路的完好更加重要，故而用部件完好率来衡量物理层的性能。
(2) 链路级性能指标
数据链路层是在物理层基础上实现相邻结点之间的可靠的数据传输。所以，链路层的性能指标主要就是数据的传输效率，也就是在时间t内，正确传输N个比特的概率，一般都是用数据传输的差错率或着误码率来描述的。本层还有一个重要的性能指标是链路利用率。实际上，链路利用率是差错率的函数。
(3) 网络级性能指标
网络层在网络中主要负责的是建立一组机制，在网络运行时这组机制能将一个节点的数据报文，经过若干个中间节点的转发，最后能到达目的节点。也就是为传输层的数据传输提供建立、文护和终止网络连接的手段，实现两个端系统之间的数据透明传输。所以，网络层关心的是各节点的分布以及它们的连接方式，也就是它们的拓扑结构。衡量网络拓扑结构的方法有很多，例如网络的连通度、脆弱度、直径等等。
(4) 传输级性能指标
传输层是网络协议中最重要的一层。对下几层的协议来说，它是建立网络的目的，即实现透明的端到端的数据传输；对用户来说，它是实现用户功能的基础，为用户建立了透明的端到端的数据传输管道。传输层的性能指标有吞吐量、传输延迟，这两个是比较重要的。
网络吞吐量是指在单位时间内传送通过网络的给定节点的平均比特数，这里的比特数只是有效数据。对整个的或局部的稳态网络来说，吞吐量是进入或离开一段网络时每秒钟的平均比特数。
传输延迟定义为数据分组的最后一位从进入网络到它通过网络传输至目的工作站所用的时间，传输延迟与网络的结构及其状态有关 ，是网络状态的函数，它随着网络状态的变化而变化。
(5) 用户级性能指标
从用户的观点来看，网络的响应时间是用户感受系统性能的主要体现，是一个重要的网络性能指标。响应时间是指从客户端发起的一个请求开始，到客户端收到最后一个字节的响应所耗费的时间。实际上，网络响应时间主要取决于用户在传输数据时的网络状态。
在网络仿真平台OPNET上研究的共享式以太网，其研究性能指标主要为传输级和用户级的性能指标。
3.3 共享式以太网的组网技术
共享式以太网采用CSMA/CD（载波监听多路访问和碰撞检测）协议来进行传输控制[10]。该协议是指在基于竞争的以太网中，只要网络有空闲，每一台主机都可以发送数据。如果在同一时间，网络中有两台主机同时发送数据，就会产生“碰撞”（Collision），也称之为“冲突”，这时候两个传送的操作就都会遭到破坏，这两台主机中的一台主机就会发送出一个“道路拥挤”的信号，而这个信号会使冲突的时间延长，直至该网络上所有的主机均检测到此碰撞。然后，两台发生冲突的主机都将随机等待一段时间后再次尝试发送数据，避免再次发生数据碰撞的情况。CSMA/CD协议决定了共享式网络的半双工特性。在共享式以太网中，只要有一台主机发送数据，其它的主机则只能接受该数据。
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