我的费曼学习法实践

作为网络专业的学生，计算机网络这门课对自己来说是至关重要的一门课。进入大学以后，在大学的专业学习期间，一直有一种学了就忘，只会表面而无法实践的感觉。前段时间了解了以教促学的费曼学习法。大师的科研能力和精神让人向往，我因此决定结合费曼学习法的技巧，将自己上课所学结合课本和其他内容，归纳总结，写成博客，来促进自己的学习。 我使用的主要教材是由清华大学出版社出版的，由特南鲍姆和韦瑟罗尔教授编写的《计算机网络》；结合我们教授的上课课件；以及《王道2024年计算机网络考研复习》；还有在互联网上收集的相关资料。

每一章我主要分为四个部分复习。第一部分是概念解释，作为初学计算机网络的学生，存在许多生涩的概念，我一方面是归纳这些庞大的概念，一方面用自己的话对这些概念进行解释（但是可能不是那么精确，欢迎纠正）；第二部分是知识框架，我将这一章的内容以思维导图的形式呈现出来，帮助自己厘清整体的框架和内容；第三部分是重难点辨析，我将结合《王道》一书分专题对各个考点和重难点进行归纳；第四部分是收获启示，自己是历史和人文科学的爱好者，我也想从工科的知识中，归纳出一定的人文精神。

第一章 计算机网络概述第一部分  概念解释1.1使用计算机网络 计算机网络（computer network）：计算机与通信技术结合后，使用大量相互独立的计算机共同完成计算任务的系统。计算机网络中的计算机是相互独立的，但同时是相互连接的，即两台计算机可以进行信息交换。 分布式系统（distributed system）:是一种建立在网络之上的软件系统。很多人很容易将分布式系统与计算机网络混淆，主要的区分在于，分布式计算机系统是在分布式计算机操作系统的支持下，进行分布式数据处理和各计算机之间的并行计算工作，也就是说各互连的计算机可以相互协调工作，共同完成一项任务，一个大型程序可以分布在多台计算机上并行运行；计算机网络系统是在网络操作系统支持下，实现互连的计算机之间的资源共享，计算机网络系统中的各计算机通常是各自独立进行工作的。所以操作系统不同，而操作系统就是高层软件。 中间件(middleware)：在操作系统之上的一层软件，负责实现分布式系统这个模型。现在我对分布式系统和中间件的理解都不是很深，在未来学习了操作系统后可能会好一点。 万维网（World wide web/www）：万维网是存储在Internet计算机之内，数量巨大的文档集合。万维网是一种典型的分布式系统，简单来说是因特网的一个应用。但它采用了超文本，超链接等技术，打破了之前只能一级级查找的困难。 虚拟专用网络（VPN）：在广域网中，该网络技术将不同地点的单个网络连接成·一个网络。 数据库：按照数据结构来组织、存储、管理数据的仓库。 客户机—服务器模型：服务器（server）是一种性能更快的计算机 客户机（client）：性能稍弱的计算机。 IP电话（IPtelephone）使用Internet 技术进行的通话服务。 对等通信技术（peer-to-peer）：如电子邮箱等，以本地的计算机为数据库，在本地之间直接交流的通信技术。 即时消息（instant message）：是一种对等通信技术的演变，允许两个人相互实时地交流实时消息。例如QQ，微信。 普适计算（ubiquitous computer）：是一个强调和环境融为一体的计算概念，而计算机本身则从人们的视线里消失。在普适计算的模式下，人们能够在任何时间、任何地点、以任何方式进行信息的获取与处理。 射频识别（RFID）：一种无源芯片，可以贴在家用物品上，可以使用RFID读写器来识别数米范围内的物品。 物联网（ITU）：“万物相连的互联网”，是互联网基础上的延伸和扩展的网络，将各种信息传感设备与网络结合起来而形成的一个巨大网络，实现任何时间、任何地点，人、机、物的互联互通。 无线热点（hotspot）：是指在公共场所提供无线局域网（WLAN）接入Internet服务的地点。 蜂窝网络：蜂窝网络就是移动网络，是一种移动通信的硬件架构。很多人与wifi混淆，wifi是一种无线网络技术。 近场通信（NFC）：NFC是在非接触式射频识别(RFID)技术的基础上，结合无线互连技术研发而成，它为我们日常生活中越来越普及的各种电子产品提供了一种十分安全快捷的通信方式。 完全自动图灵实验（CAPTCHA）：是一种为了区分人和计算机自动程序的测试。 僵尸网络（botnet）：僵尸网络 Botnet 是指采用一种或多种传播手段，将大量主机感染bot程序（僵尸程序）病毒，从而在控制者和被感染主机之间所形成的一个可一对多控制的网络。据说名字是来自于湘西赶尸人，是不是很形象。 中央处理器（Cpu）：计算机系统的运算和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元。1.2网络硬件 1.2.1点到点链路/单播（point-to-point）：只有一个发送方和一个接收方。 数据包：在包交换网络里，单个消息被划分为多个数据块，这些数据块称为包，它包含发送者和接收者的地址信息。这些包然后沿着不同的路径在一个或多个网络中传输，并且在目的地重新组合。 广播/组播：发送方将数据包发送给所有的机器，但是实际接收的只有具体要求的那个人。比如无线网络就是一个典型例子。 1.2.2个域网（PAN）：允许设备围绕一人进行通行。 蓝牙（bluetooth）：蓝牙技术是一种无线数据和语音通信开放的全球规范，它是基于低成本的近距离无线连接，为固定和移动设备建立通信环境的一种特殊的近距离无线技术连接。 1.2.3局域网（LAN）：局域网是一种私有的网络，一般范围包括一个建筑物等，可用于交换信息，资源共享。 接入点（AP，Acess Piont）无线AP，将有线网络转化为无线网络。在我的理解里类似于一种无线网络交换机。 无线路由器（wireless router）其实就是带路由功能的AP。 IEEE 802.11(wifi):无线网络连接技术。 以太网（Ethernet）：使用IEEE802.3协议建立的一种最为常见的有线网络。分为经典以太网和交换式以太网。 交换机（switch）是一种拓宽网络连接线路的工具，含有多个端口，每个端口连接一个计算机。 1.2.4城域网（MAN）范围可以覆盖一个城市的网络。 1.2.5广域网（WAN）一个国家，地区或者大陆的网络。 主机（host）是发送与接收消息的终端。 子网（subnet）一组由路由器和通信线路构成的集合，负责将数据包从源主机移动到目标主机。 路由器（router）：是连接两个或多个网络的硬件设备，在网络间起网关的作用，是读取每一个数据包中的地址然后决定如何传送的专用智能性的网络设备 路由算法（routing algorithm）：路由算法就是由源路由器到目的路由器最好路径的算法。 转发算法（forwarding algorithm）：每个路由器决定把一个数据包发送到哪个位置的算法。 网络服务提供商（network service provider）（ISP）:客户支付费用，ISP将客户接入子网中，从而可以使用互联网。中国最大的有中国电信，中国移动，中国联通。 互联网（internet）：这个概念要特别注意和因特网辨析。凡事相互连接的网络就可以称为互联网。 因特网（Internet）：因特网则是全球范围的网络，是一种特殊的互联网络。 网关（gateway）：是将两个或者多个网络连接起来的必要机器。1.3网络软件 1.3.1层次栈（a stack of layer）：我们都知道栈的功能是“后进先出”。层次栈其实就是从顶端向下将数据一层层封装，最后通过链路到达接收方结点再一层层打开，将数据给他人。 协议（protocol）：就是通信双方如何进行通信的一种约定。形象的说就是网络中两个对等体之间交流的一种“语言”，只有掌握这种语言，双方才可能交流。 对等体（peer）：位于计算机网络分层结构同一层的实体，称为对等体。 接口（interface）：也叫服务访问点，定义了下层向上层提供哪些操作与服务。我们日常生活中听到的“MAC地址”“IP地址”“网卡接口”等都是接口。 1.3.2问题 检错(error detection)和纠错(error correction)：检错是从接受方信息中发现错误，并重新传输，直到正确。纠错是将最初接受到的比特纠正正确的。 路由（routing）：找出在网络传输中合适的路径的方法。 寻址和命名：两者的意思都是一种标识发送方和接收方的机制，但对于上层来说是寻址，对于下层来说是命名。1.4参考模型 1.4.1OSI 开放系统互联参考模型（OSI）：由国际标准化组织提出的网络体系结构模型，由通信子网（物理层，数据链路层，网络层）、传输层、资源子网（会议层，表示层，应用层）构成。 物理层（pysical layer）：主要功能是在物理媒介上为数据端设备传输原始比特流。 数据链路层（data link layer）：传输单位为帧，主要功能有成帧、流量控制、差错检验和传输管理。主要有SDLC，HDLC，PPP，STP等协议。 网络层（network layer）：传输单位为数据报，核心的功能是为了对分组进行路由的选择。同时也有流量控制、拥塞控制、差错检验和网际互联的功能。 传输层（transpot layer）：传输单位是报文段，主要功能是为端到端连接提供可靠传输服务。 会话层（session layer）：会话层允许不同主机各个进程之间进行对话。 表示层（presentation layer）：处理两个通信系统中交换信息的表示方式。 应用层（application layer）：是用户与网络的界面。 1.4.2TCP/IP参考模型 TCP/IP参考模型：ARPA在研究ARPANET时提出的模型，由网络接口层（对应数据链路层和物理层）、网络层（对应网络层）、传输层（对应传输层）和应用层（对应表示层、会话层、应用层） 链路层（link layer）：这方面TCP/IP协议没有清楚地描述这方面，只是指出主机需要使用协议与网络连接。 互联网层（internet layer）：主要为使用IP协议，定义了标准的分组格式和协议。 传输层（transport layer）：主要使用TCP和UDP协议，功能与OSI的传输层类似。 应用层（application layer）：包含所有的高层协议。1.5网络实例 ARPANET：世界上第一个计算机网络，也是Internet的起源。 数字用户线（DSL）：是指以电话线的传输技术组合的传输技术的组合。 调制解调器（modem）：就是我们俗称的“猫猫”。所谓调制，就是把数字信号转换成电话线上传输的模拟信号；解调，即把模拟信号转化为转合称调制解调器。

第二部分 本章知识结构

结合了我们使用的教材和《王道》的推荐，我主要将本章的内容分为三个部分计算机网络的概述，计算机网络的指标，计算机网络的体系结构。但是使用的是云记的画图功能，因为是平板写字，字不太清楚，有些歪歪扭扭，以后会用其他软件，争取到更好效果。

第三部分 重难点解析1.计算机网络性能指标的计算问题。 计算机网络指标是我们衡量计算机网络的一系列数据。其中，我认为尤其重要的是带宽和时延。带宽是传输的最高速率。时延主要包括四个部分，发送时延，传输时延，处理时延，排队时延，后面两者通常不考虑。发送时延等于分组的长度除以信道的宽度，传播时延等于信道长度除以传播速率。下面我们通过一道例题来具体分析一下。

 2.计算机网络体系结构。 计算机网络体系结构是重中之重，以后从事的网络研究的基础就是网络的分层结构。这里我再重点的梳理一下。

首先是一些基本概念。尤其要理清楚协议和服务以及接口三个概念。

由于第一章只是初步涉入了解模型，因此不会对于具体的协议有特别要求。但是要基本了解每一层的作用和一些基本协议。下面可以看一道例题：

这一章的题目大致如此，主要考核的是定性地考各个层次的功能和基本知识。

第四部分 人文精神与启示

计算机网络技术是21世纪崛起的一项十分重要的技术，它通过计算机与通信的技术的结合，使得人与人之间的联系，整个世界的联系越来越深刻。当然，当今的网络社会也面对很多新的问题。正如《全球通史》中所说，技术变革会推动社会变革，社会变革也会进一步促进技术变革。我相信，在技术与约束技术的规范之下，我们的网络，我们的世界会更好。我也坚定地相信，21世纪属于计算机和互联网，我们也要好好提高自己的技术能力和素养。藏器于身，相时而动。