文章目錄

• • 1.第一章思維導(dǎo)圖總覽
  • 2.第一章疑難點
  • • （1）計算機網(wǎng)絡(luò)與分布式計機系統(tǒng)的主要區(qū)別是什么?
    • （2）為什么一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議必須考慮到各種不利的情況?
    • （3）因特網(wǎng)使用的IP協(xié)議是無連接的，因此其傳輸是不可靠的。這樣客易使人們感到因特網(wǎng)很不可靠，那么為什么當初不把因特網(wǎng)的傳輸設(shè)計為可靠的呢?
    • （4）有人說，寬帶信道相當于高速公路車道數(shù)目增多了，可以同時并行地跑更多數(shù)量的汽車，雖然汽車的時速并沒有提高(相當于比特在信道上的傳播速率未提高)，但整個高速公路的運輸能力卻增多了，相當于能夠傳送更多數(shù)量的比特。這種比喻合適否?
    • （5）端到端通信和點到點通信有什么區(qū)別?
    • （6）如何理解傳輸速率、帶寬和傳播速率？
    • （7）如何理解傳輸時延、發(fā)送時延和傳播時延?

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1.第一章思維導(dǎo)圖總覽

2.第一章疑難點

（1）計算機網(wǎng)絡(luò)與分布式計機系統(tǒng)的主要區(qū)別是什么?

????????分布式系統(tǒng)最主要的特點是，整個系統(tǒng)中的各個計算機對用戶都是透明的。用戶通過輸入命令就可以運行程序，但用戶并不知道是哪臺計算機在為它運行程序。操作系統(tǒng)為用戶選擇一臺最合適的計算機來運行其程序，并將運行的結(jié)果傳送到合適的地方。

????????計算機網(wǎng)絡(luò)則與之不同，用戶必須先登錄欲運行程序的計算機，然后按照計算機的地址，將程序通過計算機網(wǎng)絡(luò)傳送到該計算機上運行，最后根據(jù)用戶的命令將結(jié)果傳送到指定的計算機

????????二者的區(qū)別主要是軟件的不同。

（2）為什么一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議必須考慮到各種不利的情況?

????????因為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如果不全面考慮不利的情況，那么當情況發(fā)生變化時，協(xié)議就會保持理想狀況直等下去!就如同兩位朋友在電話中約好下午3點在公園見面，并且約定不見不散。這一協(xié)議很不科學，因為任何一方如果有耽而來不了，且無法通知對方，那么另一方就須一直等下去!所以判斷一個計算機網(wǎng)絡(luò)是否正確，不能只看在正常情況下是否正確，還必須非常仔細地檢查協(xié)議能否應(yīng)付各種異常情況

（3）因特網(wǎng)使用的IP協(xié)議是無連接的，因此其傳輸是不可靠的。這樣客易使人們感到因特網(wǎng)很不可靠，那么為什么當初不把因特網(wǎng)的傳輸設(shè)計為可靠的呢?

????????傳統(tǒng)電信網(wǎng)的主要用途是電話通信，并且普通電話機不是智能的，因此電信公司必須花費大的代價把電信網(wǎng)設(shè)計得非常好，以保證用戶的通信質(zhì)量

????????數(shù)據(jù)的傳送顯然必須非常可靠。當初在設(shè)計 ARPANET時，很重要的討論內(nèi)容之一是:“誰應(yīng)當負責數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?”一種意見是主張應(yīng)當像電信網(wǎng)那樣，由通信網(wǎng)絡(luò)負責數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?因為電信網(wǎng)的發(fā)展歷史及其技術(shù)水平已經(jīng)證明人們可以將網(wǎng)絡(luò)設(shè)計得相當可靠):另一種意見則堅決主張由用戶的主機負責數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?#xff0c;理由是這樣可使計算機網(wǎng)絡(luò)便宣，靈活

????????計算機網(wǎng)絡(luò)的先驅(qū)認為，計算機網(wǎng)絡(luò)和電信網(wǎng)的一個重大區(qū)別是終端設(shè)備的性能差別很大，于是，他們采用了“端到端的可靠傳輸”策略，即在傳輸層使用面向連接的TCP協(xié)議，這樣既能使網(wǎng)絡(luò)部分價格便宜且靈活可靠，又能保證端到端的可靠傳輸

（4）有人說，寬帶信道相當于高速公路車道數(shù)目增多了，可以同時并行地跑更多數(shù)量的汽車，雖然汽車的時速并沒有提高(相當于比特在信道上的傳播速率未提高)，但整個高速公路的運輸能力卻增多了，相當于能夠傳送更多數(shù)量的比特。這種比喻合適否?

????????可以這樣比喻。但一定不能誤認為“提高信道的速率是設(shè)法使比特并行地傳輸”

????????如果一定要用汽車在高速公路上行駛和比特在通信線路上傳輸相比較，那么可以這樣來想象低速信道相當于汽車進入高速公路的時間間隔較長。例如，每隔一分鐘有一輛汽車進入高速會路。“信道速率提高”相當于進入高速公路的汽車的時間間隔縮短了，例如，現(xiàn)在每隔6秒就有一輛汽車進入高速公路。雖然汽車在高速公路上行駛的速率無變化，但在同樣的時間內(nèi)，進入高速公路的汽車總數(shù)卻增多了(每隔1分鐘進入高速公路的汽車現(xiàn)在增加到10輛)，因而吞吐量也就增大了

????????也就是說，當帶寬或發(fā)送速率提高后，比特在鏈路上向前傳播的速率并未提高，只是每秒注入鏈路的比特數(shù)增加了?“速率提高”就體現(xiàn)在單位時間內(nèi)發(fā)送到鏈路上的比特數(shù)增多了，而并不是比特在鏈路上跑得更快

（5）端到端通信和點到點通信有什么區(qū)別?

????????從本質(zhì)上說，由物理層，數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層組成的通信子網(wǎng)為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的主機提供點到點的服務(wù)，而傳輸層為網(wǎng)絡(luò)中的主機提供端到端的通信。

????????直接相連的結(jié)點之間的通信稱為點到點通信，它只提供一臺機器到另一臺機器之間的通信，不涉及程序或進程的概念，同時，點到點通信并不能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?#xff0c;也不能說明源主機與目的主機之間是哪兩個進程在通信，這些工作都是由傳輸層來完成的。

????????端到端通信建立在點到點通信的基礎(chǔ)上，它是由一段段的點到點通信信道構(gòu)成的，是比點到點通信更高一級的通信方式，以完成應(yīng)用程序(進程)之間的通信。“端”是指用戶程序的端口，端口號標識了應(yīng)用層中不同的進程

（6）如何理解傳輸速率、帶寬和傳播速率？

????????傳輸速率指主機在數(shù)字信道上發(fā)送數(shù)據(jù)的速率，也稱數(shù)據(jù)率或比特率，單位是比特/秒(b/s)，更常用的速率單位是千比特秒(kb/s)，兆比特秒(Mb/s)、吉比特秒(Gb/s)、太比特/秒(Tb/s)。

????????注意:在計算機領(lǐng)域，表示存容量或文件大小時，K＝2¹⁰=1024，M＝2²⁰，G＝2³⁰，T＝2⁴⁰，這與通信領(lǐng)域中的表示方式不同。

????????帶寬( Bandwidth)在計算機網(wǎng)絡(luò)中指數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)傳輸速率”，常用來表示網(wǎng)絡(luò)的通信線路傳送數(shù)據(jù)的能力，其單位與傳輸速率的單位相同

????????傳播速率是指電磁波在信道中傳播的速率，單位是米/秒(ms)，更常用的單位是千米/秒(km/s)。電磁波在光纖中的傳播速率約為2x10⁸m/s

????????舉例如下。假定一條鏈路的傳播速率為2×10⁸m/s，這相當于電磁波在該媒體上1us可向前傳播200m。若鏈路帶寬為1Mb/s，則主機在1us內(nèi)可向鏈路發(fā)送1b數(shù)據(jù)。

????????圖中，當＝0時，開始向鏈路發(fā)送數(shù)據(jù):當t＝1us時，信號傳播到200m處，注入鏈路1比特;當1＝2us時，信號傳播到400m處，注入鏈路共2比特:當t＝3s時，信號傳播到600m處，注入鏈路共3比特。

????????圖中可以看出，在一段時間內(nèi)，鏈路中有多少比特取決于帶寬(或傳輸速率)，而1比特“跑”了多遠取決于傳播速率。

（7）如何理解傳輸時延、發(fā)送時延和傳播時延?

????????傳輸時延又稱發(fā)送時延，是主機或路由器發(fā)送數(shù)據(jù)幀所需的時間，即從數(shù)據(jù)幀的第一個比特算起，到該數(shù)據(jù)幀的最后一個比特發(fā)送完畢所需要的時間。計算公式是

• $$發(fā)送時延=\frac{分組長度(數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)幀長度)}{信道寬度(發(fā)送速率)}$$

????????傳播時延是電磁波在信道中傳播一定的距離所花費的時間。計算公式是

• $$傳播時延=\frac{信道長度（鏈路長度）}{電磁波在信道中的傳播速率(信道帶寬)}$$

總結(jié)

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