计算机网络第8版谢希仁 第一章"概述"期末复习总结
文章目录
- [计算机网络第8版谢希仁 第一章"概述"期末复习总结](#计算机网络第8版谢希仁 第一章“概述”期末复习总结)
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- 一、第一章期末常考考点
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- [1. 互联网的组成](#1. 互联网的组成)
- 二、三种交换方式
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- [1. 电路交换](#1. 电路交换)
- [2. 报文交换](#2. 报文交换)
- [3. 分组交换](#3. 分组交换)
- 三、三种交换方式对比
- 四、计算机网络的分类
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- [1. 按作用范围分类](#1. 按作用范围分类)
- [2. 按使用者分类](#2. 按使用者分类)
- 五、计算机网络的性能指标
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- [1. 速率](#1. 速率)
- [2. 带宽](#2. 带宽)
- [3. 吞吐量](#3. 吞吐量)
- [4. 时延](#4. 时延)
- [5. 发送时延](#5. 发送时延)
- [6. 传播时延](#6. 传播时延)
- [7. 时延带宽积](#7. 时延带宽积)
- [8. 往返时间 RTT](#8. 往返时间 RTT)
- [9. 利用率](#9. 利用率)
- 六、常考计算题模板
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- [题型 1：求发送时延和传播时延](#题型 1：求发送时延和传播时延)
- [题型 2：求总时延](#题型 2：求总时延)
- 七、网络协议
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- [1. 网络协议的定义](#1. 网络协议的定义)
- [2. 网络协议三要素](#2. 网络协议三要素)
- 八、协议、服务和接口
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- [1. 协议](#1. 协议)
- [2. 服务](#2. 服务)
- [3. 接口](#3. 接口)
- 九、计算机网络体系结构
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- [1. OSI 七层模型](#1. OSI 七层模型)
- [2. TCP/IP 四层模型](#2. TCP/IP 四层模型)
- [3. 教学常用五层模型](#3. 教学常用五层模型)
- 十、五层体系结构各层功能
- 十一、第一章易错点总结
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- [1. bit 和 Byte 混淆](#1. bit 和 Byte 混淆)
- [2. 发送时延和传播时延混淆](#2. 发送时延和传播时延混淆)
- [3. 带宽和传播速率混淆](#3. 带宽和传播速率混淆)
- [4. 吞吐量和带宽混淆](#4. 吞吐量和带宽混淆)
- [5. 分组交换并不是完全可靠](#5. 分组交换并不是完全可靠)
- [6. internet 和 Internet 区别](#6. internet 和 Internet 区别)
- 十二、期末常考题预测
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- [1. 名词解释](#1. 名词解释)
- [2. 填空题](#2. 填空题)
- [3. 选择题](#3. 选择题)
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- [题目 1](#题目 1)
- [题目 2](#题目 2)
- [题目 3](#题目 3)
- [题目 4](#题目 4)
- 十三、简答题背诵模板
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- [1. 简述互联网的组成](#1. 简述互联网的组成)
- [2. 简述分组交换的工作过程和优缺点](#2. 简述分组交换的工作过程和优缺点)
- [3. 比较电路交换、报文交换和分组交换](#3. 比较电路交换、报文交换和分组交换)
- [4. 简述五层体系结构及各层功能](#4. 简述五层体系结构及各层功能)
- [5. 简述协议、服务和接口的区别](#5. 简述协议、服务和接口的区别)
- 十四、第一章必背核心内容
- 十五、考前速记版
一、第一章期末常考考点
1. 互联网的组成
互联网主要由两大部分组成：
| 组成部分 | 含义 | 作用 |
|---|---|---|
| 边缘部分 | 由所有连接在互联网上的主机组成 | 供用户直接使用，用来通信和资源共享 |
| 核心部分 | 由大量网络和路由器组成 | 为边缘部分提供连通性和分组转发服务 |
常考题：
- 互联网由哪两大部分组成？
- 边缘部分和核心部分分别有什么作用？
- 路由器属于互联网的哪一部分？
答案要点：
互联网由边缘部分和核心部分组成。边缘部分由主机构成，供用户直接使用；核心部分由网络和路由器构成，负责为边缘部分提供连通性和分组转发服务。
二、三种交换方式
1. 电路交换
电路交换的特点是：通信前先建立连接，通信过程中独占通信资源，通信结束后释放连接。
典型例子：传统电话通信。
优点：
- 通信时延小
- 通信过程稳定
- 适合连续传输大量数据
缺点：
- 建立连接需要时间
- 通信资源被独占，利用率低
- 不适合突发式数据通信
2. 报文交换
报文交换是把整个报文作为一个整体进行存储转发。
优点：
- 不需要预先建立连接
- 线路利用率比电路交换高
缺点：
- 报文长度不确定
- 节点需要较大存储空间
- 时延较大
3. 分组交换
分组交换是把一个较长的报文划分成若干个较短的分组，每个分组带有首部，在网络中逐段存储转发。
这是互联网采用的主要交换方式。
优点：
- 高效
- 灵活
- 迅速
- 可靠
缺点：
- 分组在各节点可能产生排队时延
- 每个分组都要携带首部，会产生额外开销
- 分组可能出现丢失、重复、乱序
常考题：
- 比较电路交换、报文交换和分组交换。
- 为什么互联网采用分组交换？
- 分组交换有哪些优缺点？
三、三种交换方式对比
| 交换方式 | 是否建立连接 | 数据单位 | 资源占用 | 主要特点 |
|---|---|---|---|---|
| 电路交换 | 需要 | 比特流 | 独占资源 | 适合连续通信，资源利用率低 |
| 报文交换 | 不需要 | 整个报文 | 存储转发 | 时延大，对存储要求高 |
| 分组交换 | 不需要 | 分组 | 存储转发 | 灵活高效，是互联网主要方式 |
易错点：
- 电路交换不是互联网的主要交换方式。
- 分组交换不是没有时延，它也有排队时延、处理时延、发送时延和传播时延。
- 报文交换是整个报文一起转发，分组交换是把报文切成多个分组转发。
四、计算机网络的分类
1. 按作用范围分类
| 类型 | 英文 | 含义 |
|---|---|---|
| 广域网 | WAN | Wide Area Network，作用范围最大 |
| 城域网 | MAN | Metropolitan Area Network，作用范围通常为一个城市 |
| 局域网 | LAN | Local Area Network，作用范围较小，如学校、实验室 |
| 个人区域网 | PAN | Personal Area Network，个人设备之间的网络 |
常考题：
- LAN、MAN、WAN、PAN 分别表示什么？
- 校园网一般属于什么网络？
答案：
校园网通常属于局域网 LAN。
2. 按使用者分类
| 类型 | 含义 |
|---|---|
| 公用网 | 面向公众提供服务的网络 |
| 专用网 | 某个组织或单位内部专门使用的网络 |
五、计算机网络的性能指标
这是第一章最容易出计算题和选择题的部分。
1. 速率
速率是指数据的传送速率，也称为数据率或比特率。
单位：
- bit/s
- kbit/s
- Mbit/s
- Gbit/s
注意：
计算机网络中的速率通常以 bit/s 为单位，不是 Byte/s。
换算：
text
1 Byte = 8 bit
1 kbit/s = 10^3 bit/s
1 Mbit/s = 10^6 bit/s
1 Gbit/s = 10^9 bit/s2. 带宽
带宽在计算机网络中表示网络的最高数据传送能力。
单位也是 bit/s。
易错点：
- 带宽不是传播速度。
- 带宽越大，表示单位时间内最多能传输的数据越多。
- 带宽大，不代表传播时延一定小。
3. 吞吐量
吞吐量表示单位时间内实际通过某个网络或接口的数据量。
易错点：
- 带宽是理论最高能力。
- 吞吐量是实际通过的数据量。
- 吞吐量通常小于或等于带宽。
4. 时延
网络中的时延主要包括：
| 时延类型 | 含义 |
|---|---|
| 发送时延 | 主机或路由器把数据帧发送到链路上所需要的时间 |
| 传播时延 | 电磁波在信道中传播一定距离所需要的时间 |
| 处理时延 | 主机或路由器处理分组所需要的时间 |
| 排队时延 | 分组在路由器队列中等待转发所需要的时间 |
总时延公式：
text
总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延5. 发送时延
公式：
text
发送时延 = 数据长度 bit / 发送速率 bit/s例如：
text
发送 1000 Byte 的数据，发送速率为 1 Mbit/s。
数据长度 = 1000 × 8 = 8000 bit
发送时延 = 8000 / 10^6 = 0.008 s = 8 ms6. 传播时延
公式：
text
传播时延 = 信道长度 m / 信号在信道上的传播速率 m/s例如：
text
链路长度为 1000 km，传播速率为 2 × 10^8 m/s。
链路长度 = 1000 km = 1000 × 1000 m = 10^6 m
传播时延 = 10^6 / (2 × 10^8) = 0.005 s = 5 ms7. 时延带宽积
公式：
text
时延带宽积 = 传播时延 × 带宽含义：
时延带宽积表示链路中能够容纳多少比特的数据，也可以理解为"链路中的比特数量"。
8. 往返时间 RTT
RTT 是 Round-Trip Time，表示往返时间。
含义：
从发送方发送数据开始，到发送方收到接收方确认所经历的时间。
常考场景：
- TCP 连接
- 确认机制
- 网络时延计算
9. 利用率
利用率表示网络资源被使用的程度。
注意：
信道利用率不是越高越好。利用率过高时，排队时延会迅速增大。
六、常考计算题模板
题型 1：求发送时延和传播时延
题目：
text
发送 1000 Byte 数据，链路速率为 1 Mbit/s，距离为 1000 km，信号传播速率为 2 × 10^8 m/s。求发送时延和传播时延。解题：
text
数据长度 = 1000 × 8 = 8000 bit
发送时延 = 数据长度 / 发送速率
= 8000 / 10^6
= 0.008 s
= 8 ms
链路长度 = 1000 km = 10^6 m
传播时延 = 链路长度 / 传播速率
= 10^6 / (2 × 10^8)
= 0.005 s
= 5 ms答案：
text
发送时延为 8 ms，传播时延为 5 ms。题型 2：求总时延
题目：
text
若发送时延为 8 ms，传播时延为 5 ms，处理时延为 1 ms，排队时延为 2 ms，求总时延。解题：
text
总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延
= 8 + 5 + 1 + 2
= 16 ms答案：
text
总时延为 16 ms。七、网络协议
1. 网络协议的定义
网络协议是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
2. 网络协议三要素
| 三要素 | 含义 |
|---|---|
| 语法 | 数据与控制信息的格式 |
| 语义 | 控制信息的含义 |
| 同步 | 事件实现顺序，也称时序 |
常考题：
text
网络协议的三要素是什么？答案：
text
语法、语义、同步。八、协议、服务和接口
1. 协议
协议是控制两个对等实体进行通信的规则。
关键词：
text
同层之间2. 服务
服务是下层通过层间接口向上层提供的功能。
关键词：
text
下层向上层提供3. 接口
接口是同一系统中相邻两层之间交换信息的地方。
关键词：
text
相邻层之间易错点：
- 协议是同层之间的规则。
- 服务是下层给上层提供的功能。
- 接口是相邻层之间交互的位置。
九、计算机网络体系结构
1. OSI 七层模型
从下到上：
text
物理层
数据链路层
网络层
运输层
会话层
表示层
应用层记忆口诀：
text
物数网运会表应2. TCP/IP 四层模型
从下到上：
text
网络接口层
网际层
运输层
应用层3. 教学常用五层模型
从下到上：
text
物理层
数据链路层
网络层
运输层
应用层这是考试最常用的模型。
十、五层体系结构各层功能
| 层次 | 主要功能 | 常见协议/设备 |
|---|---|---|
| 应用层 | 为用户应用程序提供网络服务 | HTTP、DNS、FTP、SMTP |
| 运输层 | 为进程之间通信提供服务 | TCP、UDP |
| 网络层 | 为主机之间通信选择路由、转发分组 | IP、路由器 |
| 数据链路层 | 在相邻节点之间传送帧 | 以太网、交换机 |
| 物理层 | 透明传输比特流 | 双绞线、光纤、集线器 |
常考题：
- 简述五层体系结构及各层功能。
- TCP/IP 模型有哪几层？
- 路由器工作在哪一层？
- 交换机工作在哪一层？
常见答案：
text
路由器工作在网络层。
交换机通常工作在数据链路层。
集线器工作在物理层。十一、第一章易错点总结
1. bit 和 Byte 混淆
text
1 Byte = 8 bit计算题中看到 Byte，必须先乘以 8 变成 bit。
2. 发送时延和传播时延混淆
| 类型 | 取决于 |
|---|---|
| 发送时延 | 数据长度、发送速率 |
| 传播时延 | 链路长度、信号传播速率 |
记忆：
text
发送时延看"数据有多大、网速有多快"。
传播时延看"距离有多远、信号跑多快"。3. 带宽和传播速率混淆
带宽：
text
单位时间最多能传多少数据。传播速率：
text
信号在介质中传播的速度。4. 吞吐量和带宽混淆
text
带宽是理论最大能力。
吞吐量是实际通过的数据量。5. 分组交换并不是完全可靠
分组交换可能出现：
text
丢失
重复
乱序
排队时延6. internet 和 Internet 区别
| 写法 | 含义 |
|---|---|
| internet | 泛指互连网 |
| Internet | 专指全球最大的互联网，即因特网 |
十二、期末常考题预测
说明：以下是根据本科《计算机网络》期末常见考法和谢希仁第8版第一章重点整理的预测题，不代表学校原题。
1. 名词解释
可能考：
text
计算机网络
互联网
分组交换
带宽
吞吐量
时延
RTT
网络协议
体系结构2. 填空题
可能考：
text
1. 互联网由 ________ 和 ________ 两大部分组成。
答案：边缘部分，核心部分
2. 网络协议的三要素是 ________、________、________。
答案：语法，语义，同步
3. 计算机网络按作用范围可分为 ________、________、________、________。
答案：WAN，MAN，LAN，PAN
4. 五层体系结构从下到上分别是 ________、________、________、________、________。
答案：物理层，数据链路层，网络层，运输层，应用层
5. 发送时延 = ________ / ________。
答案：数据长度，发送速率3. 选择题
题目 1
互联网核心部分的主要设备是：
text
A. 主机
B. 路由器
C. 显示器
D. 打印机答案：
text
B题目 2
互联网主要采用的交换方式是：
text
A. 电路交换
B. 报文交换
C. 分组交换
D. 电话交换答案：
text
C题目 3
下列属于网络协议三要素的是：
text
A. 语法、语义、同步
B. 语法、路由、传输
C. 地址、数据、控制
D. 应用、运输、网络答案：
text
A题目 4
路由器一般工作在：
text
A. 物理层
B. 数据链路层
C. 网络层
D. 应用层答案：
text
C十三、简答题背诵模板
1. 简述互联网的组成
答案：
text
互联网由边缘部分和核心部分组成。边缘部分由所有连接在互联网上的主机构成，供用户直接使用，用来进行通信和资源共享。核心部分由大量网络和路由器组成，负责为边缘部分提供连通性和分组转发服务。2. 简述分组交换的工作过程和优缺点
答案：
text
分组交换是将较长的报文划分为若干个较短的分组，每个分组加上必要的首部信息后，在网络中逐段存储转发。路由器根据分组首部中的地址信息选择合适的路径进行转发。
分组交换的优点是高效、灵活、迅速、可靠。缺点是分组在各节点可能产生排队时延，每个分组都要携带首部，会增加额外开销，并且分组可能出现丢失、重复或乱序。3. 比较电路交换、报文交换和分组交换
答案：
text
电路交换在通信前需要先建立连接，通信过程中独占通信资源，适合连续的数据传输，但资源利用率较低。
报文交换不需要预先建立连接，而是把整个报文作为单位进行存储转发，但报文较长时会导致较大的时延，并且要求节点有较大的存储空间。
分组交换把报文划分为多个较短的分组，每个分组独立进行存储转发，具有高效、灵活、迅速等优点，是互联网采用的主要交换方式。4. 简述五层体系结构及各层功能
答案：
text
计算机网络五层体系结构从下到上依次为物理层、数据链路层、网络层、运输层和应用层。
物理层负责透明传输比特流。
数据链路层负责在相邻节点之间传送帧。
网络层负责为分组选择路由，实现主机到主机的通信。
运输层负责为进程之间的通信提供服务。
应用层负责为用户的应用程序提供网络服务。5. 简述协议、服务和接口的区别
答案：
text
协议是控制两个对等实体之间通信的规则，是同层之间的约定。服务是下层通过层间接口向上层提供的功能。接口是同一系统中相邻两层之间交换信息的位置。十四、第一章必背核心内容
期末前优先背下面这些：
text
1. 互联网由边缘部分和核心部分组成。
2. 边缘部分由主机构成，核心部分由网络和路由器构成。
3. 互联网采用分组交换。
4. 分组交换的优点：高效、灵活、迅速、可靠。
5. 分组交换的缺点：排队时延、首部开销、可能丢失重复乱序。
6. 网络协议三要素：语法、语义、同步。
7. 五层体系结构：物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层。
8. 发送时延 = 数据长度 / 发送速率。
9. 传播时延 = 信道长度 / 信号传播速率。
10. 总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延。
11. 1 Byte = 8 bit。
12. 带宽是理论最高传输能力，吞吐量是实际通过的数据量。十五、考前速记版
text
互联网两部分：边缘部分、核心部分。
核心设备：路由器。
主要交换方式：分组交换。
协议三要素：语法、语义、同步。
网络分类：WAN、MAN、LAN、PAN。
五层模型：物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层。
路由器：网络层。
交换机：数据链路层。
集线器：物理层。
发送时延：数据长度 ÷ 发送速率。
传播时延：信道长度 ÷ 传播速率。
总时延：发送 + 传播 + 处理 + 排队。
1 Byte = 8 bit。
带宽 ≠ 吞吐量。
带宽 ≠ 传播速率。