第一章 计算机网络和因特网

1.1 什么是因特网

R1. 主机和端系统之间有什么不同？列举几种不同类型的端系统。Web服务器是一种端系统吗？

主机和端系统没有什么不同。端系统等于主机。主机有时候又被进一步划分为两类：客户机和服务器。

传统的桌面PC、Linux工作站以及所谓的服务器是端系统。智能手机、平板电脑也是端系统。

Web服务器是一种端系统。

R2.略

R3.标准对于协议为什么重要？

协议（protocol）定义了在两个或多个通信实体之间交换的报文的格式和顺序，以及报文发送和/或接收一条报文或其他事件所采取的动作。端系统、分组交换机和其他因特网部件都要运行一系列协议，这些协议控制因特网中信息的接受和发送。所以协议必须要有标准，这样人们就能够创造协同工作的系统和产品。这正是标准发挥作用的地方。

1.2 网络边缘

R4.列出6种接入技术。将它们分类为住宅接入、公司接入或广域无线接入。

• 住宅接入：数字用户线(DSL)、电缆、FTTH、拨号和卫星
• 公司接入：以太网和WiFi
• 广域无线接入：3G和LTE

R5. HFC传输速率在用户间是专用的还是共享的？在下行HFC信道中，可能出现碰撞吗？为什么？

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。因此，如果几个用户同时经下行信道下载一个视频文件，每个用户接收视频文件的实际速率将大大低于电缆总计的下行速率。

R6.列出你所在城市中的可供使用的住宅接入技术。对于每种类型的接入方式，给出所宣称的下行速率、上行速率和每月的价格。

R7.以太LAN的传输速率是多少？

R8.能够运行以太网的一些物理媒体是什么？

R9.拨号调制解调器、HFC、DSL和FTTH都用于住宅接入。对于这些技术，给岀每种技术的传输速率的范围，并讨论它们的传输速率是共享的还是专用的。

R10.描述今天最为流行的无线因特网接入技术。对它们进行比较和对照

1.3 网络核心

R11.假定在发送主机和接收主机间只有一台分组交换机。发送主机和交换机间以及交换机和接收主机间的传输速率分别是R1和R2。假设该交换机使用存储转发分组交换方式，发送一个长度为L的分组的端到端总时延是什么？（忽略排队时延、传播时延和处理时延。）

R12.与分组交换网络相比，电路交换网络有哪些优点？在电路交换网络中，TDM比FDM有哪些点？

R13.假定用户共享一条2Mbps链路。同时假定当每个用户传输时连续以1Mbps传输，但每个用户仅传输20%的时间。

a.当使用电路交换时，能够支持多少用户？

b.作为该题的后继问题，假定使用分组交换。为什么如果两个或更少的用户同时传输的话，在链路前面基本上没有排队时延？为什么如果3个用户同时传输的话，将有排队时延？

c.求出某指定用户正在传输的概率。

d.假定现在有3个用户。求出在任何给定的时间,所有3个用户在同时传输的概率。求出队列增长的时间比率。

R14.为什么等级结构中级别相同的两个ISP通常互相对等？某IXP是如何挣钱的？

R15.某些内容提供商构建了自己的网络。描述谷歌的网络。内容提供商构建这些网络的动机是什么？

1.4 分组交换中的时延、丢包和吞吐量

R16.考虑从某源主机跨越一条固定路由向某目的主机发送一分组。列岀端到端时延中的时延组成成分。这些时延中的哪些是固定的，哪些是变化的?

R17. 访问配套Web网站上有关传输时延与传播时延的Java小程序。在速率、传播时延和可用的分组长度之中找岀一种组合，使得该分组的第一个比特到达接收方之前发送方结束了传输。找出另一种组合，使得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. 一个长度为1000字节的分组经距离为2500km的链路传播，传播速率为2.5xl0的八次方m/s，并且传输速率为2Mbps,它需要用多长时间？更为一般地，一个长度为L的分组经距离为d的链路传播， 传播速率为s并且传输速率为Rbps,它需要用多长时间？该时延与传输速率相关吗?

R19.假定主机A要向主机B发送一个大文件。从主机A到主机B的路径上有3段链路，其速率分别为R1= 500kbps, R2 = 2Mbps, R3 = 1Mbps。

a.假定该网络中没有其他流量，该文件传送的吞吐量是多少?

b.假定该文件为4MB。用吞吐量除以文件长度，将该文件传输到主机B大致需要多长时间？

C.重复（a）和（b）,只是这时R2减小到100kbps。

R20.假定端系统A要向端系统B发送一个大文件。在一个非常高的层次上，描述端系统怎样从该文件生成分组。当这些分组之一到达某分组交换机时，该交换机使用分组中的什么信息来决定将该分组转发到哪一条链路上？因特网中的分组交换为什么可以与驱车从一个城市到另一个城市并沿途询问方向相类比?

R21. 访问配套Web站点的排队和丢包Java小程序。最大发送速率和最小的传输速率是多少？对于这些速率，流量强度是多大？用这些速率运行该Java小程序并确定出现丢包要花费多长时间？然后第二次重复该实验，再次确定出现丢包花费多长时间。这些值有什么不同？为什么会有这种现象?

1.5 协议层次及其服务模型

R22.列出一个层次能够执行的5个任务。这些任务中的一个（或两个）可能由两个（或更多）层次执行吗？

R23.因特网协议栈中的5个层次有哪些？在这些层次中，每层的主要任务是什么？

R24.什么是应用层报文？什么是运输层报文段？什么是网络层数据报？什么是链路层帧？

R25.路由器处理因特网协议栈中的哪些层次？链路层交换机处理的是哪些层次？主机处理的是哪些层次？

1.6节 面对攻击的网络

R26.病毒和蠕虫之间有什么不同?

R27. 描述如何产生一个僵尸网络，以及僵尸网络是怎样被用于DDoS攻击的。

R28.假定Alice和Bob经计算机网络互相发送分组。假定Trudy将自己安置在网络中，使得她能够俘获由Alice发送的所有分组，并发送她希望给Bob的东西；她也能够俘获由Bob发送的所有分组，并发送她希望给Alice的东西。列岀在这种情况下Trudy能够做的某些恶意的事情