传输模式、组网模型、网络性能速率和带宽和吞吐量

1.传输模式：单工、半双工和全双工

数据传输有3种模式：单工模式、半双工模式和全双工模式。如下图所示：

 

 单工模式的数据传输是单向的，一方固定为发送端，另一方固定为接收端。例如，广播电台与收音机之间是单工的，计算机与打印机之间也是单工的，都只能单方向发送和接收。

半双工（Half Duplex）模式的数据传输是同一个传输通道，可以发送数据也可以接收数据，但是在某一时刻只能发或者只能收，换句话说，这是个“单人通道”，但却是共享的。半双工模式需要一个收、发的切换开关。对讲机便是比较典型的半双工传输模式。

全双工（Full Duplex）模式的数据传输允许数据同时在两个方向上传输，它是两个单工通信方式的结合体。在全双工模式下，每一端同时具有发送器和接收器，发送和接收互不影响，效率比较高。例如，打电话时是全双工的。

现在的网卡可以设置为半双工、全双工通信，也有些网卡不允许设置或只能设置一部分，而且现在的网卡基本上都能自动协商传输模式。但是注意，在使用集线器组建局域网的时候，必须只能设置为半双工，因为这时要冲突检测，而其他时候，设置全双工模式自然是最佳方案。

 

2.组网模型

组网模型描述的是如何组织局域网，交换机应该如何部署的问题。

在比较大的环境下，组建局域网时应该按照一定规范进行组建，有两种常见的组网模型：二层结构和三层结构。二层结构的组网模型只使用接入层和汇聚层，三层结构的组网模型额外使用一个核心层。

二层组网模型是指多个局域网环境下各自分配一个交换机，它们都称为接入层。这些接入层的交换机最终汇聚到公网接入点，即机房，机房内的交换机汇聚了多个接入层的交换机，所以叫汇聚层。

如果网络结构非常庞大，二层组网模型将不够或不方便组织，这时需要再加入一层核心层，核心层将多个汇聚层组织在一起。

 

3.网络的性能指标

1）速率

计算机硬件之间的数据均按照二进制方式进行传输。一个二进制位是1比特（bit），一个字节（byte）8个比特位。字节和bit都是常用的最基本度量单位。

当单位为小写b时，表示以bit为换算单位，当单位以大写B时，表示以字节为换算单位。速率则表示每秒传输多少单位的数据，例如100Mbps，表示100 M bit per second，也表示成100Mb/s。

电信、移动、联通的带宽均以Mb为单位。所以换算成实际网络速率，均需除以8。例如，100M宽带，实际下载速度理论最大值为100Mb/s=100/8MB/s=12.8MB/s。

2）带宽

带宽是指网络传输的最大能力。例如，网卡显示的100Mbps的速率，表示这个网卡最大速率是每秒传输100M比特。

网卡上的速率常见的有100Mbps、1000Mbps（即吉比特网卡）。注意，尽管网卡上显示的时100Mbps，但实际网速还是由网络运营商控制的，如果电信只给10M带宽，100M网卡将处于一种“浪费”状态。

3）吞吐量

在计算机领域，吞吐量表示单位时间内处理的任务总量或传输的数据总量。在网络性能指标概念上，它表示的单位时间内传输的数据总量，包括上行（上传）和下行（下载）的总和。

例如，在电脑上同时听歌、浏览网页、QQ给他人传文件，听歌和浏览网页是下载数据，QQ传文件给别人是上传数据。如果听歌时的下载速率是100Kb/s，浏览网页下载速率是50Kb/s，上传文件速率是200Kb/s，那么吞吐量就是100+50+200=350Kb/s。

当网卡工作在全双工模式下，收发数据互不影响，那么100Mbps的宽带将获得200Mbps的吞吐量，上传和下载各100Mbps。如果工作在半双工模式下（比如在集线器组织的局域网内），那么只有100Mbps的吞吐量，而且要么下载，要么上传。