考研笔记

第 1 章 名词库

这一页是复习主入口。 目标是把第 1 章的名词收全，并把每个词的边界和适用范围钉死。

每条最多四行：是（定义）／不是（划掉最常见的误解）／易混（成对的对手）／范围（该结论在什么条件下才成立）。

第 1 章的名词是全书的通用语言：协议、接口、服务、PDU、时延、带宽这几个词在后面每一章都会再出现一次。章末的「高频范围限定清单」收的是最常被抽掉限定的那些结论。

1.1 计算机网络概述

计算机网络

  • 是：将众多分散的、自治的计算机系统，通过通信设备与线路连接起来，由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。
  • 不是：不是共享内存的紧耦合多机系统，也不是为完成单一任务的分布式系统。
  • 范围：三个关键词——自治、互连、集合体。

internet 与 Internet

  • 是：internet（互连网）是通用名词，泛指多个网络互连而成的网络，可用任意协议；Internet（互联网、因特网）是专用名词，指全球最大的那个网络，采用 TCP/IP。

计算机网络的组成

  • 是：按组成部分分为硬件、软件、协议（协议是核心）；按工作方式分为边缘部分（主机）和核心部分（网络与路由器）；按功能分为通信子网和资源子网。

计算机网络的功能

  • 是：数据通信、资源共享、分布式处理、提高可靠性、负载均衡。
  • 范围：数据通信是最基本、最重要的功能，也是其他功能的基础。

电路交换

  • 是：三阶段——建立连接、传输数据、释放连接；物理通路被双方独占；中间节点直通，不存储转发。
  • 不是：不具备存储数据的能力，不具备差错控制能力。
  • 范围：传送大量数据且传送时间远大于建立时间时最合适。

报文交换

  • 是：以整个报文为单位存储转发，每个报文单独选路。
  • 范围：无建立时延、线路利用率高、支持差错控制；但转发时延高、缓存开销大、重传代价大。

分组交换

  • 是：把长报文划分成固定最大长度的分组，存储转发。
  • 范围：比报文交换时延小（流水线），但每个分组要加 5%～10% 的控制信息；数据报方式可能失序。

广域网、城域网、局域网、个人区域网

  • 是：按分布范围分类；城域网直径 5～50km；广域网是互联网的核心部分；局域网传统上用广播技术，广域网用交换技术。

广播式网络与点对点网络

  • 是：按传输技术分类；广播式网络共享一个公共信道，局域网基本都是广播式。

网络拓扑

  • 是：总线形、星形、环形、网状；星形、总线形、环形多用于局域网，网状多用于广域网。

速率与带宽

  • 是：速率即数据传输速率，单位 b/s；计算机网络中的带宽指最高数据传输速率，单位也是 b/s。
  • 易混：↔ 模拟系统中的带宽（频率范围，单位 Hz）。

吞吐量

  • 是：单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的实际数据量。
  • 易混：↔ 带宽（理论上限）。

四种时延

  • 是：发送时延（分组长度/发送速率）、传播时延（信道长度/传播速率）、处理时延、排队时延；总时延为四者之和。
  • 范围：传播时延与分组长度、发送速率无关；考试通常不考虑处理与排队时延。

时延带宽积

  • 是：传播时延 × 信道带宽，即”以比特为单位的链路长度”。

往返时延（RTT）

  • 是：从发出短分组到收到确认所经历的总时间。
  • 范围：在互联网中还包含中间节点的处理、排队与转发时延。

信道利用率

  • 是：有数据通过的时间 ÷ 总时间。
  • 不是：并非越高越好——太高会产生较大时延，导致拥塞。

1.2 计算机网络体系结构与参考模型

体系结构

  • 是：计算机网络的各层及其协议的集合；是抽象的。
  • 易混：↔ 实现（具体的硬件和软件）。

实体与对等层

  • 是：第 层的活动元素称为第 层实体；不同机器上的同一层称为对等层，其实体称为对等实体。

PDU、SDU、PCI

  • 是：PDU 是对等层之间传送的数据单位，SDU 是层与层之间交换的数据单位，PCI 是控制协议操作的信息。
  • 范围：-SDU + -PCI = -PDU = -SDU；比特流 / 帧 / 分组 / 报文段分别是物理层 / 链路层 / 网络层 / 传输层的 PDU。

协议

  • 是：控制对等实体之间通信的规则集合，是水平的；由语法、语义、同步三部分组成。
  • 不是：不对等实体之间没有协议。

接口与服务访问点

  • 是：同一节点内相邻两层实体交换信息的逻辑接口称为服务访问点（SAP）。
  • 范围：只能在紧邻的层之间定义，不能跨层。

服务

  • 是：下层为紧邻上层提供的功能调用，是垂直的。
  • 范围：只有能被上层”看得见”的功能才称为服务。

面向连接服务与无连接服务

  • 是：面向连接分连接建立、数据传输、连接释放三阶段（如 TCP）；无连接直接发送、尽最大努力交付（如 IP、UDP）。

可靠服务与不可靠服务

  • 是：可靠服务有纠错、检错、应答机制；不可靠服务尽力而为，其可靠性由应用或用户保障。

有应答服务与无应答服务

  • 是：应答由传输系统内部自动实现，不由用户实现；文件传输是有应答服务，WWW 是无应答服务。

OSI 参考模型

  • 是：七层，自下而上为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
  • 范围：表示层负责数据压缩与加密；会话层有检查点机制（断点续传）；OSI 的传输层仅提供有连接可靠的服务。

TCP/IP 模型

  • 是：四层，自低到高为网络接口层、网际层、传输层、应用层。
  • 范围：网际层仅提供无连接不可靠的 IP，有序与可靠由高层负责；TCP/IP 未具体描述网络接口层。

五层体系结构

  • 是：应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层；本书第 2～6 章即按这五层展开。

高频范围限定清单

结论成立的条件，或容易被抽掉的限定
计算机网络的最基本功能数据通信，不是资源共享
网络使各计算机相对独立❌ 使联系更紧密；“自治”说的是各自能独立工作
网络中的计算机拥有共同的操作系统❌ 各自拥有独立的操作系统
internet 使用 TCP/IP❌ Internet（大写）才一定用
电路交换的传输时延建立连接之后最小；建立时间另算
电路交换能做差错控制❌ 中间节点直通，不存储也不检验
分组交换对报文交换的改进传输单位更小且有固定最大长度 → 减少传输时延
分组交换的缺点附加信息开销 5%～10%、存储转发时延；信道利用率低是电路交换的缺点
数据报方式分组可走不同路径、不保证有序；不是”只适合短报文”
报文交换的总时间链路段数 × 报文发送时间
分组交换的总时间全部数据发送时间 + 个分组时间
城域网覆盖范围直径 5～50km
广域网在互联网中的位置核心部分
计算机网络中的”带宽”单位 b/s，不是 Hz
传播时延只取决于距离与介质，与分组长度、速率无关
考试是否计处理与排队时延通常不考虑，除非题目说明
最高理论速率取链路带宽与两端网卡速率的最小者
信道利用率越高越好❌ 太高会导致时延急剧增大
体系结构与实现体系结构抽象，实现具体（2010）
协议与服务的方向协议水平、服务垂直、接口在层间
不对等实体之间有协议❌ 没有
一层内的全部功能都是服务❌ 只有被上层看得见的才是
数据压缩与加密属于哪一层表示层（2013）
断点续传（检查点）属于哪一层会话层（2019）
TCP/IP 网际层的服务无连接不可靠（2011、2021）
OSI 传输层的服务仅提供有连接可靠的服务
点到点与端到端链路层点到点，传输层端到端
传输介质属于物理层❌ 在物理层之下，有时称第 0 层

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