【读书笔记】《计算机网络-自顶向下方法》第一章-计算机网络和因特网-复习题

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第一章知识点
第一章习题

尽量在每个题目后附上了答案页码。
有疑惑或者发现解答有误欢迎讨论！

1.1节

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？

主机就是端系统。（p2）
计算机、智能手机、家用电器等。（p2）
网络服务器属于端系统。

R2."协议”一词常被用于描述外交关系，维基百科是怎样描述外交协议的？

外交协议常用于描述一系列国家来往规则。这些构建完备和经过时间检验的规则可以使国家和人民生活和工作更简单。协议规则以人民准则（civility）为基础，其中的一部分已经作为现在等级地位的声明。

R3.标准对于协议为什么重要？

互联网标准是指关于互联网相关的技术与方法论的技术规范。（来自维基百科）
对于协议来说，标准定义和规范了协议，可以帮助人们利用协议创建网络应用。

1.2节

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。

①数字用户线，DSL：家庭；
②电缆接入（混合光纤同轴系统，HFC）：家庭；
③光纤入户，FTTH：家庭；
④以太网：公司；
⑤WiFi：家庭/公司；
⑥3G/4G/5G：广域无线。（p8-p13）

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？

共享的；
仅有头端一个源发送分组，所以无碰撞；（p11）

R6.略

R7.以太网的LAN的传输速率是多少？

100Mbps、1Gbps、10Gbps。（p12）

R8.能够运行以太网的一些物理媒体是什么？

双绞线、光纤。（p12）

R9.拨号调制解调器、HFC、DSL和FTTH传输速率范围和是否共享。

拨号调制解调器：56kbps，不共享；
HFC：上行：30.7Mbps、下行：42.8Mbps，共享；
DSL：上行：15Mbps、下行：55Mbps，专用；
FTTH：可达千兆bps，专用。（p9-p12）

R10.描述今天最流行的无限因特网接入技术。对它们进行比较和对照。

WiFi：用于无限局域网。主机通过几十米内的一个无线接入点接入网络。
3G/4G/5G：主机通过几万米内蜂窝网提供商运营的基站接入网络。（p12-p13）

1.3节

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有哪些优点？

a.
电路交换通过预约通信资源，可以保证端到端的带宽。
b.
①FDM需要复杂的调制和解调机器。
②目前环境下，我们传输的数字信号占比大，而TDM更适用于传输数字信号。

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. 作为该题的遗留问题，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，在链路前面基本没有排队时延？为什么如果3个用户同时传输的话，将会有排队时延？
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。

a.
电路交换需要独占带宽，所以能支持2个用户。
b.
因为最多需要占用2Mbps的带宽。
3个用户同时传输时，需要3Mbps带宽，所以会有排队时延。
c.
20%
d.
0.8%
0.008

R14. 为什么在等级结构相同级别的两个ISP通常互相对等？某IXP是如何挣钱的？

a.
减少给其他ISP的流量费用。
b.
通过向连接到IXP的ISP收流量费。（p23）

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？

a.
谷歌的数据中心通过专用的TCP/IP网络互联，跨越全球，但独立于公共因特网。
b.
①绕过高层ISP，减少流量费用；
②更好地控制服务如何交付给用户。（p24）

1.4节

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。列出端到端时延组成部分。这些时延中的哪些是固定的，哪些是变化的？

组成：传输时延+传播时延+处理时延+排队时延
固定：传输时延、传播时延、处理时延
动态：排队时延

R17. 访问在配套Web网站上有关传输时延与传播时延的Java小程序。在可用速率、传播时延和可用的分组长度之中找出一种组合，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。

略

R18. 一个长度为1000字节的分组经距离2500km的链路传播，传播速率为2.5x10^8m/s并且传输速率为2Mbps，它需要多长时间？更为一般地，一个长度为L的分组经距离为d的链路传播，传输速率为s并且传播速率为Rbps，它需要用多长时间？该时延与传输速率相关吗？

无关

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。传输该文件到主机B大致需要多长时间？
c. 重复(a)和(b)，只是这时R2减小到100kbps。

a.
500kbps
b.

c.
100kbps
320s

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？

端系统中的应用程序生成分组。
分组交换机使用分组中的首部信息来决定路径。
因为分组交换机只决定分组从那一条链路离开，所以每到一个节点都要重新查询转发表。

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什么？对于这些速率，流量强度是多少？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？

略

1.5节

R22. 列出一个层次能执行的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？

差错控制、流量控制、报文划分、报文重组、连接。可能。（p34-p36）

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？

应用层：网络应用程序及其协议存留处。
运输层：应用程序端点之间传输运输层报文。
网络层：主机间传输网络数据报。
链路层：将分组从一个节点移动到路径上另一个节点。
物理层：将比特从一个节点移动到另一个节点。（p34-p36）

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？

应用层报文：应用层想要交换的数据；
运输层报文段：由传输层生成并且封装有传输层头信息的应用层报文；
网络层数据报：封装有网络层头信息的传输层段；
链路层帧：封装有链路层头信息的网络层数据段。（p34-35）

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？

a.
处理通信子网部分，即物理层、链路层和网络层。
b.
处理物理层和链路层。
c.
处理全部5层。

R26. 病毒和蠕虫之间有什么不同？

病毒感染主机需要有用户交互，蠕虫不用。（p38）

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。

被恶意软件感染的主机设备网络。
攻击者可以远程控制所有僵尸网络中的节点来发起攻击。（p38-p39）

R28. 假定Alice和Bob经计算机网络相互发送分组。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；她也能俘获Bob发送的所有分组，并发送她希望给Alice的东西。列出在这种情况下Trudy能够做的某些恶意的事情。

①丢弃两者间传递的分组；
②修改两者间传递的分组；
③伪造两者间传递的分组。