一、多出来的是「寻址」

一台机器内部通信，两个进程靠进程号或端口就能找到对方。 跨机器就不行了——得先找到机器，再找到机器上的进程。

第三行那个「路由表」是网络真正诞生的标志： 有了它，两台机器不需要直连也能通信——中间可以隔任意多台设备。 这也是「互联网」这个词的字面意思：网络之间互连（inter-network）。

二、一次握手到底多久

TCP 建立连接要三次握手，这是所有网络编程的起点。 它的耗时由两段组成：

第一行那个「回环≈0」很重要：回环上测到的就全是处理时延， 所以它只能说明协议栈开销，不能代表网络。 真要测网络，必须跨机器——而跨机器的数受环境影响极大，没法当基准。 这是网络性能测试的根本困难：你测到的永远是你那一段路，不是全路。

三、为什么不用「文件共享」代替

早期确实有人这么干：把文件放在共享目录，别人来读。但它有三个绕不过去的短板：

第二行那个「协议层加锁」就是 TCP 序号机制的由来：它保证两端的字节流顺序一致、不重不漏。 所以「计算机之间的通信」不是「文件传输的升级版」，它是一套新的抽象： 把「一堆机器」看成「一张能寻址的网」。 这个抽象一旦成立，上层就不用关心底下有几台设备、走的什么线。

四、动手 Demo：两台计算机通信，一次来回要多久

起一个监听端口，真连上去 30 次，量 TCP 三次握手的耗时。 先预热一次再计时，把第一次的冷启动开销丢掉。 这个 Demo 测的是回环，也就是协议栈本身的开销。

import socket, threading
import _netsim as N

srv = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
srv.bind(('127.0.0.1', 0))
srv.listen(8)
port = srv.getsockname()[1]

def acc():
    while True:
        try:
            c, _ = srv.accept()
        except OSError:
            return
        c.close()

threading.Thread(target=acc, daemon=True).start()
N.tcp_connect_ms('127.0.0.1', port)     # 预热，丢掉
res = sorted(N.tcp_connect_ms('127.0.0.1', port)[0] for _ in range(30))
print('最小 %.3f  中位 %.3f  最大 %.3f 毫秒'
      % (res[0], res[len(res) // 2], res[-1]))
print('最大／最小 %.1f 倍' % (res[-1] / res[0]))
srv.close()

实跑输出：

--------------------------------------------------------------------
两台计算机通信，一次来回要多久
--------------------------------------------------------------------
**「计算机之间的通信」听起来抽象，量一下就很具体**：起一个监听端口，真的连上去，
量 TCP 三次握手用了多少时间。

  项目           数值
  ---------------------------
  次数           30
  最小           0.282 毫秒
  中位           14.465 毫秒
  最大           15.845 毫秒
  最大／最小     56.1 倍

**注意这是回环地址**：数据根本没出网卡，全程在操作系统内部走了一圈。
**所以这个数只说明「协议栈本身的往返开销」，不代表真实网络。**

**但最大与最小差了 56 倍**——回环上都能差这么多，说明单次计时根本没有意义。
**所以看网络性能只看两样：中位数与吞吐；最小值和最大值都会骗人。**

**真实网络里，同样一次握手要加上两段链路传播时延**：同城一般 1 毫秒上下，跨省十几毫秒，
跨国上百毫秒。**这些数本机测不到，不给估计值。**

最大与最小差几十倍，这不是测错了，是回环本身就抖。 原因在于「什么时候被调度」：计时的那一下可能正好赶上系统在忙别的事。 所以网络性能只看两样：中位数（稳不稳定）与吞吐（能跑多快）。 最小值和最大值都会骗人。 这一点在跨机器测量里更明显：同一段路，早上和晚上的时延能差好几倍。

30 秒实验

1. 把 30 次改成 300 次，看中位数会不会变——中位数应该比较稳，最大值会更大。
2. 把 127.0.0.1 换成你本机的局域网 IP（如 192.168.3.152），看中位数变不变。
3. 把端口改成没有服务监听的一个，看错误类型与耗时有什么不同。

常见误区

1. 以为回环测出来的就是网络时延。 回环不碰网卡，测到的全是协议栈开销。 真实网络还要加上传播与排队。
2. 以为最小耗时代表性能。 最小值往往是个偶然，中位数才代表常态。
3. 以为三次握手很贵。 在回环上它是微秒到毫秒级， 真正贵的是跨洋的传播时延——那是物理定律，优化不掉。

下一节把这件事变成一个学科：当越来越多的机器连起来，地址该怎么分配？

• ☐ （本节完，下一节 1.2.4 计算机网络的产生）

相关笔记

• 分时系统
• 计算机网络的产生
• 📚 图解TCP／IP · 索引