补充了《计算机网络：自上而下的方法》，第7版。（由JF Kurose和KW Ross撰写）

《计算机网络－自顶向下方法》笔记

一些答案

答案汇总

一些概念的笔记

传输时延和传播时延的区别

  • 传输时延也称发送时延。
  • 可以用公交车的例子来打比方。传输时延好比公交车开到站台前，站台上等候该公交的乘客从第一个上公交到最后一个上公交结束所花的时间便是传输时延；而公交车载着乘客从这一站开到下一站的路上所花的时间就是传播时延。
  • 而在网络结构中，我们把数据发送到传播媒介上的过程便是乘客上车的过程；而数据通过电磁信号或光信号的形式在传播媒介上进行传播所花的时间便是传播时延。

课后习题

1.1

R1:

  • 没有不同，主机和端系统可以互换。端系统包括PC,工作站，WEB服务器，邮件服务器，网络连接的pda，网络电视等。

R2:

R3:

  • 协议如果没有标准就无法创建一个可以互动的网络系统。
  • 有了标准 协议才能生效，端系统才能基于协议制定标准 进行通信。

1.2

R4：

  • 家庭接入：
    • DSL（数字用户线）,电缆，FTTH，拨号和卫星。
    • DSL：用户通常从提供本地电话接入的本地电话公司处获得DSL因特网接入。因此，当使用DSL时，用户的本地电话公司就是它的ISP。
    • 电缆：住宅从提供有线电视的公司获得电缆因特网连接。
    • FTTH：光纤到户。


> 注：现代家庭中，住宅接入通常和局域网技术结合使用，以产生强大的家用网络。

  • 企业（和家庭）接入：
    • 使用局域网（LAN）将端系统连接到边缘路由器，再与更大的因特网相连。
    • 扩展：局域网的实现方式有很多种，其中最为流行的是以太网和WiFi。
      • 以太网用户使用双绞铜线与一台以太网交换机相连，以太网交换机或这样的交换机网络能和更大的因特网相连。
      • 基于IEEE802.11技术的无线LAN接入, 更通俗称为WiFi，无线用户在几十米的范围内就能从接入点收发分组（数据报），该接入点与企业网相连（很有可能使用以太网），企业网再与有线因特网相连。
  • 广域无线接入：
    • 3G 和 LTE
    • LET：长期演进“Long-Trem Evolution”的缩写。
    • 通过蜂窝网提供商运营的基站来发送和接收分组.(数据)

R5:

HFC：混合光纤同轴系统。

  • HFC是的传输速率在用户间共享的，在下行 HFC 信道中，所有的数据包都是从一个来源发出的，即头端，因此没有碰撞。（电缆因特网接入的一个重要特征是共享广播媒体。特别是，由头端发送的每个分组向下行经每段链路到每个家庭；每个家庭发送的每个分组经上行信道向头端传输。）

R6:

DSL，电缆，FTTH，拨号接入，以太网，WiFi等。

R7:

从10Mbps，100Mbps，1Gbps到10Gbps。

R8:

双绞铜线，光纤。

R9:

  • 拨号调制解调器：最高速度为 56 Kbps，专用的。
  • HFC：高达42.8 Mbps 下行速率和高达 30.7 Mbps 的上行速率，共享的。
  • DSL：最高 24 Mbps 下行速率和最高 2.5 Mbps 上行速率，专用的。
  • FTTH：最高 100 Mbps 下行速率和最高4 Mbps 上行速率，专用的。

R10:

  • WiFi 和 4G
    • WiFi是短距离的高速无线网络传输，可不用手机卡。它的使用有一定的距离范围。
    • 4G 可以认为是远距离高速网络，它是2G、3G后的新一代产物。

1.3

R11:

  1. 在 t0 时刻，发送端开始传输，因为没有传输延迟，当 t1=L/R1，交换机接收到整个分组，并开始传输分组到接收端，当 t2=t1+L/R2 时，接收端接收到整个分组。因此总的端到端延迟为 L/R1+L/R2。

R12：

  • 电路交换网络为连接预留了宽带，能确保维持一个恒定的传输速率。而目前的大多数分组交换网络不能做任何的端到端的带宽保证。
  • 传统模拟 FDM 信号，如果要分离出每个不同的单独信号，需要多个滤波器，才能实现。

R13:

  1. 两个。
  2. 因为可用的共享带宽为 2Mbps，而当两个或者更少用户同时传输时，所需要的最高传输速度为 2 Mbps，因此没有排队时延。三个用户时需要的带宽为 3 Mbps ，比可用带宽大，因此会有排队时延。
  3. 20%
  4. 0.2³=0.008

R14:

ISP— 互联网服务提供商 IXP—因特网交换点—IXP是一个汇合点，多个 ISP 能够在这里一起对等。

  • 正如我们刚才所学习的，客户 ISP 向他们的提供商 ISP 付费以获得全球因特网互联能力。客户 ISP 支付给提供商 ISP 的费用数额反映了它通过提供商交换的通信流量。为了减少这些费用，位于相同等级结构层次的邻近一对 ISP 能够 对等，也就是说，能够直接将他们的网络连接到一起。
  • IXP 通过向每一个连接到 IXP 的 ISP 收取相对较少的费用来获得它的收入，这可能取决于从 IXP 发送或接收的流量数量。

R15：

  1. 谷歌的专用网络将它自己的数据中心连接到一起。在其数据中心之间的流量通过专用网络传输，而不是公开网络。许多数据中心位于或者靠近低层的 ISP，因此当谷歌向用户传输数据的时候，它总是会绕过高层 ISP。
  2. **动机：**
  • 第一，因为它使用了较少的中间 ISP，内容提供商可以更好的控制用户体验。
  • 第二，通过传输更少的流量来赚钱。

1.4

R16:

  • 结点处理时延，排队时延，传输时延，传播时延。
  • 结点处理时延：检查分组的首部，决定分组流向何处，检查差错等动作形成处理时延，处理时延是固定的。
  • 排队时延：当一个分组来到路由器准备传输前，如果路由器正在传输已经到达的分组，刚到达的分组就要进行排队等待，这是排队时延的概念。但排队时延是变化的，如果队列为空，路由器会直接对来到的分组进行处理，排队时延为0。
  • 传输时延：传输时延指分组来到路由器之后，路由器从 把分组接收到把分组推向下一段链路所需要的时间。它是分组长度与链路传输速率的函数。传输时延是固定的。
  • 传播时延：指分组从一台路由器传送到另一台路由器所需要的时间，它由链路的物理媒介决定（光纤，双铜绞线等），所以传播时延也是固定的。
  • 除了排队时延外，都是固定的。

R17：

  • 定义 L 为可用的分组长度，V为传播速率，T为传播时延。
  • 第一种组合：L/V < T。
  • 第二种组合：L/V > T。
  • 解释：L/V 为传输时延，当传输时延小于传播时延的时候，路由器完成了对分组传输后，分组仍在前往接收方的路上跑着，所以该分组第一个比特到达接收方之前发送方完成了分组的传输。
  • 当传输时延大于传播时延的时候，发送方还没有将分组中的所有比特传输完，先放到链路上的比特就已经传播到了接收方。所有发送方完成传输之前，该分组的第一个比特到达了接收方。

R18:

  • 注意问题问的是传播时间。
  • 传播需要的时间：2500KM/2.5*10^5KM/S=0.01S

R19:

注意计算机中的B是byte（子节），网络中的b是bit(比特)。1B=8b，即1byte=8bit。

  • 一个文件传送的吞吐量取决于端到端路径上瓶颈链路的传输速率。也就是说路径上有多条链路，但是吞吐量的值是其中传输速率最小的链路的传输速率。
    • a.500 kbps。
    • b.8*4Mb/500kbps = 32Mb / 0.5Mbps = 64s。
    • c….

R20:

  • 端系统 A 会以固定的大小把大文件拆分成多个小的数据块，然后通过协议栈，自顶向下的把数据帧封装成分组发送到接收端。
  • 分组交换机接收到分组后，会获取分组首部的一个或多个字段的值，然后到自己的转发表中查询该值该对应转发到哪一个链路上。
  • 举例：当我们驾车从一个城市到另一个城市的时候，我们只知道目的地，而不知道具体的路径，但我们可以通过询问路途中的加油站或行人得知我们下一步的具体路径。分组交换中同样也是只知道分组的源地址和目的地址，途中会经过数个路由器，而路由器会根据目的地告诉分组下一条要走的具体路径。

1.5

R22:
搜索到两个答案，不置可否：

  1. 错误控制、流量控制、分段、重组、复用、链接设置等。

可以由两个或多个层次执行，比如错误控制会由多个层次执行。

  1. **任务：**封装本层的报文段，设置各种参数，对接收到的报文进行差错检查，还可能进行流量设置，分组重组等。
  2. 多个层是可能执行相同的一个(或两个)任务的，比如差错检查。

R23:

  • 应用层：应用层是网络应用程序及他们的应用层协议存留的地方。
    • 应用层协议分布在多个端系统上，而一个端系统中的应用程序 使用协议与另一个端系统中的应用程序交换信息分组。我们把这种位于应用层的信息分组称为报文。
  • 运输层：运输层的作用是在应用程序端点之间传送应用层报文段。在因特网中有TCP和UDP两种运输协议，任一个都能封装并运输应用层报文，运输层的分组称为报文段。
  • 网络层：网络层负责将运输层的报文段和目的地址封装成数据报，用于下一层的传输。
  • 链路层：链路层会把网络层的数据报封装成链路层的桢，并把该桢传递给下一个结点。
  • 物理层：物理层的作用是将链路层中的每帧中的一个个比特移动到下一个结点，具体的实现会落实到不同 的媒介（双胶铜线，光纤等）。

R24:

  • 应用层报文指的是：在端系统的应用程序之间按照某种协议进行信息交换的分组。
  • 运输层报文段指的是：通过TCP/UDP等运输层协议对应用层报文进行封装后所形成的分组。报文段对报文的传输参数进行了一定的设置，使其具有了某种特性，比如面向连接，确保传递等。
  • 网络层数据报是：对运输层报文段和目的地址进行封装后产生的分组。数据报确定了分组的目的地，使得分组可以通过网络层从发送方传送到接收方。
  • 链路层是：对网络层数据报的封装，它添加了下一个结点的具体地址，使得分组能够传递到下一个结点。

R25：

路由器：物理层，链路层，网络层。 链路层交换机：物理层，链路层。 主机：物理层，链路层，网络层，传输层，应用层。

1.6

R26:

  • 病毒是一种需要某种形式的用户交互来感染用户设备的恶意软件。 比如说你收到了一封恶意电子右键, 里面包含了恶意可执行代码, 你只要执行了这些代码, 病毒就可能入侵你的系统.
  • 蠕虫是一种无须任何明显用户交互就能进入设备的恶意软件。比如你运行一个脆弱的网络程序，攻击者可能通过该软件植入蠕虫到你的系统中，无声无息。

R27：

DDos攻击( Distributed Denial-of-Service, 分布式拒绝服务攻击)

  • 被恶意软件攻击的电脑或网络称为僵尸网络，僵尸网络会感染其他网络和软件。
  • 攻击者利用由数以千计的受害主机形成的僵尸网络，让每台主机向目标猛烈发送流量，造成目标服务陷入瘫痪，完成一次DDos攻击。