计算机网络第一章小结

文章转自：https://blog.csdn.net/weixin_43914604/article/details/104599341

学习课程：《2019王道考研计算机网络》

学习目的：利用最省时间的方法学习考研面试中的计算机网络。

1、第一章思维导图总览

在这里插入图片描述

2、第一章疑难点

（1）计算机网络与分布式计机系统的主要区别是什么?

分布式系统最主要的特点是，整个系统中的各个计算机对用户都是透明的。用户通过输入命令就可以运行程序，但用户并不知道是哪台计算机在为它运行程序。操作系统为用户选择一台最合适的计算机来运行其程序，并将运行的结果传送到合适的地方。

计算机网络则与之不同，用户必须先登录欲运行程序的计算机，然后按照计算机的地址，将程序通过计算机网络传送到该计算机上运行，最后根据用户的命令将结果传送到指定的计算机。

二者的区别主要是软件的不同。

（2）为什么一个网络协议必须考虑到各种不利的情况?

因为网络协议如果不全面考虑不利的情况，那么当情况发生变化时，协议就会保持理想状况直等下去!

就如同两位朋友在电话中约好下午3点在公园见面，并且约定不见不散。这一协议很不科学，因为任何一方如果有耽而来不了，且无法通知对方，那么另一方就须一直等下去!所以判断一个计算机网络是否正确，不能只看在正常情况下是否正确，还必须非常仔细地检查协议能否应付各种异常情况。

（3）因特网使用的IP协议是无连接的，因此其传输是不可靠的。这样客易使人们感到因特网很不可靠，那么为什么当初不把因特网的传输设计为可靠的呢?

传统电信网的主要用途是电话通信，并且普通电话机不是智能的，因此电信公司必须花费大的代价把电信网设计得非常好，以保证用户的通信质量。

数据的传送显然必须非常可靠。当初在设计 ARPANET时，很重要的讨论内容之一是:“谁应当负责数据传输的可靠性?”一种意见是主张应当像电信网那样，由通信网络负责数据传输的可靠性(因为电信网的发展历史及其技术水平已经证明人们可以将网络设计得相当可靠):另一种意见则坚决主张由用户的主机负责数据传输的可靠性，理由是这样可使计算机网络便宣，灵活。

计算机网络的先驱认为，计算机网络和电信网的一个重大区别是终端设备的性能差别很大，于是，他们采用了“端到端的可靠传输”策略，即在传输层使用面向连接的TCP协议，这样既能使网络部分价格便宜且灵活可靠，又能保证端到端的可靠传输。

（4）有人说，宽带信道相当于高速公路车道数目增多了，可以同时并行地跑更多数量的汽车，虽然汽车的时速并没有提高(相当于比特在信道上的传播速率未提高)，但整个高速公路的运输能力却增多了，相当于能够传送更多数量的比特。这种比喻合适否?

可以这样比喻。但一定不能误认为“提高信道的速率是设法使比特并行地传输”

如果一定要用汽车在高速公路上行驶和比特在通信线路上传输相比较，那么可以这样来想象低速信道相当于汽车进入高速公路的时间间隔较长。例如，每隔一分钟有一辆汽车进入高速会路。“信道速率提高”相当于进入高速公路的汽车的时间间隔缩短了，例如，现在每隔6秒就有一辆汽车进入高速公路。虽然汽车在高速公路上行驶的速率无变化，但在同样的时间内，进入高速公路的汽车总数却增多了(每隔1分钟进入高速公路的汽车现在增加到10辆)，因而吞吐量也就增大了。

也就是说，当带宽或发送速率提高后，比特在链路上向前传播的速率并未提高，只是每秒注入链路的比特数增加了，“速率提高”就体现在单位时间内发送到链路上的比特数增多了，而并不是比特在链路上跑得更快。

（5）端到端通信和点到点通信有什么区别?

从本质上说，由物理层，数据链路层和网络层组成的通信子网为网络环境中的主机提供点到点的服务，而传输层为网络中的主机提供端到端的通信。

直接相连的结点之间的通信称为点到点通信，它只提供一台机器到另一台机器之间的通信，不涉及程序或进程的概念，同时，点到点通信并不能保证数据传输的可靠性，也不能说明源主机与目的主机之间是哪两个进程在通信，这些工作都是由传输层来完成的。

端到端通信建立在点到点通信的基础上，它是由一段段的点到点通信信道构成的，是比点到点通信更高一级的通信方式，以完成应用程序(进程)之间的通信。“端”是指用户程序的端口，端口号标识了应用层中不同的进程。

（6）如何理解传输速率、带宽和传播速率？

传输速率指主机在数字信道上发送数据的速率，也称数据率或比特率，单位是比特/秒(b/s)，更常用的速率单位是千比特秒(kb/s)，兆比特秒(Mb/s)、吉比特秒(Gb/s)、太比特/秒(Tb/s)。

注意:在计算机领域，表示存容量或文件大小时，K＝2^10=1024， M＝2^20， G＝2^30， T＝2^40，这与通信领域中的表示方式不同。

带宽( Bandwidth)在计算机网络中指数字信道所能传送的“最高数据传输速率”，常用来表示网络的通信线路传送数据的能力，其单位与传输速率的单位相同

传播速率是指电磁波在信道中传播的速率，单位是米/秒(ms)，更常用的单位是千米/秒(km/s)。电磁波在光纤中的传播速率约为2 x 10^8 m/s

举例如下。假定一条链路的传播速率为2 × 10^8 m/s，这相当于电磁波在该媒体上1 us可向前传播 200 m。若链路带宽为1 Mb/s，则主机在1 us内可向链路发送1 b数据。

图中，当0处时，开始向链路发送数据:当t＝1 us时，信号传播到200 m处，注入链路1比特;当1＝2 us时，信号传播到400 m处，注入链路共2比特:当t＝3 s时，信号传播到600 m处，注入链路共3比特。
在这里插入图片描述
图中可以看出，在一段时间内，链路中有多少比特取决于带宽(或传输速率)，而1比特“跑”了多远取决于传播速率。