### 计算机网络：自顶向下的分析方法——关键知识点解析
#### 一、基本概念与术语
**1. 主机与端系统的概念：**
- **主机(Host)与端系统(End System)：** 在计算机网络中，主机和端系统可以互换使用，它们是指能够发起或接收数据通信的设备。例如个人电脑(PC)、工作站、Web服务器、邮件服务器、网络连接的个人数字助理(PDA)、网络电视等。
**2. 外交协议与通信过程类比：**
- 类比于外交活动中的邀约过程，网络通信中也有类似的协商机制。比如爱丽丝(Alice)和鲍勃(Bob)之间的约会安排，双方通过不断的交互信息来确定具体的日期和时间，并遵循一定的协议来保证沟通的有效性和礼貌性。
**3. 客户端与服务器模型：**
- **客户端-服务器(Client-Server)模型：** 在联网程序中，一般存在两个程序实例，分别位于不同的主机上并相互通信。发起通信请求的一方称为客户端(client)，而响应请求并提供服务的一方则称为服务器(server)。
#### 二、网络服务类型
**4. 面向连接与无连接服务：**
- **面向连接服务(Connection-Oriented Service)**：基于传输控制协议(TCP)提供的服务，具有以下特点：
- 通信双方在传输数据前需要建立连接。
- 提供可靠的数据传输保证，确保数据按序无误地送达。
- 支持流量控制，避免发送方的数据速率过快导致接收方无法处理。
- 实现拥塞控制，合理管理网络中的数据流量，防止网络拥塞。
- **无连接服务(Connectionless Service)**：基于用户数据报协议(UDP)提供的服务，其特点是：
- 没有连接建立的过程。
- 不提供数据传输的可靠性保证。
- 不支持流量控制和拥塞控制。
**5. 流控制与拥塞控制的区别：**
- **流控制(Flow Control)**：确保任何一方不会因为发送速度过快而使对方无法处理。
- **拥塞控制(Congestion Control)**：管理进入网络的数据总量，避免网络核心(如路由器的缓冲区)发生拥塞。
**6. 可靠数据传输机制：**
- 面向连接的服务通过使用确认和重传机制来实现可靠的数据传输。当一方未收到对方向发送的分组的确认时，它会重新发送该分组以确保数据的完整到达。
#### 三、网络技术比较
**7. 电路交换与分组交换对比：**
- **电路交换(Circuit Switching)**：为呼叫期间提供固定的端到端带宽保证。
- **分组交换(Packet Switching)**：不保证任何端到端带宽，当网络发生拥塞时，电路交换中的数据损失较小，而频分复用(FDM)可能会导致大量数据损失。
**8. 分组交换与电路交换的数据传输特性：**
- 在分组交换网络中，分组没有固定的传输路径。
- 时分复用(TDM)的电路交换中，每个主机在循环的TDM帧中分配固定的时隙。
**9. 分组交换中的端到端延迟计算：**
- 当发送主机在\(t_0\)时刻开始传输数据，至\(t_1 = L / R_1\)时刻完成发送(假设交换机无传输延迟)，交换机开始向接收主机发送数据，至\(t_2 = t_1 + L / R_2\)时刻完成发送，接收主机接收到完整的分组。因此，端到端延迟为\(L / R_1 + L / R_2\)。
**10. 虚电路网络的概念：**
- 在虚电路(Virtual Circuit, VC)网络中，每个网络核心节点都会维护经过该节点的所有虚电路的连接状态信息，这些信息通常存储在虚电路数字传输表中。
**11. 虚电路的优势：**
- 使用虚电路可以更方便地提供服务质量(Quality of Service, QoS)保障，如最小传输率保障和最大分组延迟限制等。
#### 四、网络接入与层次结构
**12. 各种网络接入方式的应用场景：**
- **电话线拨号上网**：主要用于家庭住宅接入。
- **电话线DSL上网**：适用于家庭住宅或小型办公室接入。
- **混合光纤同轴电缆(Hybrid Fiber-Coaxial, HFC)**：主要应用于家庭住宅接入。
- **100M 交换机以太网接入**：常见于企业级应用。
- **无线局域网(Wireless Local Area Network, WLAN)**：适用于移动接入。
- **蜂窝移动电话(Wireless Application Protocol, WAP)**：用于移动接入。
**13. 第一层次与第二层次ISP的区别：**
- **第一层次ISP**：与所有其他第一层次ISP互联。
- **第二层次ISP**：仅与部分第一层次ISP相连，并作为其中一个或多个第一层次ISP的客户。
**14. POP与NAP的作用：**
- **POP(Point of Presence)**：由ISP网络中的一个或多个路由器组成，其他ISP的路由器也可能连接到同一POP。
- **NAP(Network Access Point)**：是一个多个ISP(包括第一层次、第二层次及其他更低层次的ISP)可以互连的局部网络。
**15. HFC网络中的数据共享机制：**
- HFC网络的带宽是用户之间共享的。在下行信道中，所有数据从同一个源头发出，因此不会出现冲突。
**16. 以太网的不同传输速率及其特性：**
- 以太网支持多种传输速率，包括10Mbps、100Mbps、1Gbps和10Gbps。在特定速率下，如果只有一个用户在线路上传输数据，则可以维持该速率；但如果多个用户同时传输，则每个用户的实际速率将会降低。
