注意：为了保证准确性，习题答案部分在JackeyLea对于英文原版答案的翻译基础上进行了补充和讲解，并且提供了原始题目。 感谢JackeyLea。 下面是他的github地址：点这里 即便如此，错误仍然可能出现，还请不吝赐教。

文章中提到的网站中的applet程序无法被加载，原因是html5禁用了applet标签，目前的解决方法是使用java编译器（比如eclipse）打开。有更好的方法欢迎指教。

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；端系统包括PC机，工作站，Web服务器，邮件服务器，联网游戏机等。

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⺠⽣活和⼯作更简单。协议规则以⼈⺠准则为基础， 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？

标准对于协议很重要，这样人们就可以创造相互连接的网络系统和产品。

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）通过电话线的拨号调制解调器：家庭 （2）通过电话线的DSL（Digital Subscriber Line，数字⽤⼾线）：家庭或⼩办公室 （3）混合光纤同轴电缆：家庭 （4）100M交换以太⽹：企业 （5）⽆线⽹：家庭或企业 （6）3G和4G：⼴域⽆线⽹

R5.HFC带宽是专用的，还是用户间共享的？在下行HFC信道中，有可能发生碰撞吗？为什么？

HFC带宽是由⽤⼾共享。下⾏通道中，所有的包都是由头端这⼀个单⼀源发出的。因此，下⾏通道中没有碰撞。

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。

光纤到⼾、3G和4G⽆线⽹

R7.以太LAN的传输速率是多少？

10M\100M\1G\10G

R8.能够运行以太网的一些物理媒体是什么？

双绞线、光纤

R9.拨号调制解调器、HFC、DSL和FTTH都用于住宅接入。对于这些技术中的每一种，给出传输速率的范围，并讨论有关带宽是共享的还是专用的。

拨号调制解调器：最⾼56K，带宽专⽤ ADSL：下⾏最⾼24M，上⾏最⾼2.5M，带宽专⽤ HFC：下⾏最⾼42.8M，上⾏最⾼30.7M，带宽共享 FTTH：上⾏2-10M，下⾏10-20M，带宽不共享

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。

现在最流⾏的⽆线⽹技术有两种： （1）WiFi。⽤于⽆线局域⽹，⽆线⽤⼾从辐射范围为⼏⼗⽶的基站（例如⽆线接⼊点）传输数据包。基站连接⽆线⽹络，并为⽆线⽤⼾提供⽆线⽹服务。 （2）3G和4G。⼤范围⽆线⽹，此系统通过电信服务商提供的基站，由蜂窝电话通过同⼀个⽆线设备传输数据。可以提供基站⼏⼗千⽶范围内的⽆线⽹络。

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。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。）

t0时发送端主机开始传输数据， t1=L/R1时发送端完成传输并且交换机收到完整的数据包（没有传播延时）。因为交换机在 =t1时已收到完整包，那么 t1时交换机开始传输包⾄接收主机。 t2=t1+L/R2时交换机完成输出并且接收主机收到完整包（没有传播延时）。因此，端到端总延时是L/R1+L/R2 。

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？

电路交换⽹络可以在响应时间内保证⼀定量的端到端带宽。如今⼤部分分组交换⽹络（包括因特⽹）⽆法保证端到端带宽。FDM需要复杂的模拟硬件来将信号转换为合适的频率

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1lMbps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。

（1）2个⽤⼾，每个⽤⼾只需要⼀半的链接带宽； （2）既然每个⽤⼾传输时要求1Mpbs带宽，如果两个或者更少的⽤⼾同时传输，要求最多2Mbps。共享链路的可⽤带宽是2Mbps，那么传输前没有排队延时。如果有3个 ⽤⼾同时传输，带宽要求是3Mbps，超过了共享链接可⽤带宽。这种情况下，连接之前会有排队延时。 （3） ⼀个⽤⼾传输的概率是0.2。 （4）3个⽤⼾同时传输的概率是P^3。因为⽤⼾传输是队列会增加，队列增加时的时间因素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？

如果两个ISP不对等，那么当他们给对⽅发送流量时他们需要通过⼀个付费流量ISP提供商（中间商）来发送数据。通过直接对等传输，两个ISP可以减少给其他ISP 提供商的费⽤。多个ISP可以通过⽹络交换点（IXP）（通常由它⾃⼰的交换机单独构建）作为汇合点来直接对等传输。ISP通过对连接⾄IXP的每⼀个ISP收取少量费⽤来 盈利，当然利润取决于IXP发送或接收的流量数。

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？

⾕歌的私有⽹络连接了它⼤⼤⼩⼩的所有的数据中⼼。⾕歌数据中⼼的流量通过它的私有⽹络⽽不是公共⽹络来传输。⼤多数的数据中⼼位于或靠近低级的ISP。因 此，当⾕歌向⽤⼾分发数据时，可以跳过⾼级的ISP。是什么推动着这些内容提供商创建这些⽹络？⾸先，如果内容提供商使⽤更少的中间的ISP，它可以更容易控制⽤⼾ 体验。其次，通过减少⾄提供商的⽹络流量来节省成本。第三，如果ISP向利润率⾼的内容提供商收取⾼费⽤（在⽹络中⽴状态不适⽤的国家或地区），内容提供商可以 避免额外成本

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？

延迟组件包括处理延迟、传输延迟、传播延迟、排队延迟。除了排队延迟是变量其他的都是固定的。

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。

a）1000km, 1Mpbs, 100bytes b）100km, 1Mpbs, 100bytes

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2.5×10^8m/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？

（1）10msec （2）d/s （3）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，R=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。

(1) 500kps (2) 64s (3) 100kps；320s

这里500kbps是500kbitps，4MB是4M字节，一字节8比特

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？

终端系统A将⼤⽂件拆分为块。A通过添加⽂件头信息⾄每⼀个块来从⽂件⽣成多个数据包。数据包的头信息包含⽬标（终端系统B）IP地址。数据包交换机通过包中 的⽬标IP地址来决定发送链接。考虑到包⽬标地址，包选择哪条路⾛和包选择哪条外链⾛的⽅法相似。

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？

最⼤发送速率为500包/s，最⼤传输速率是350包/s。相对应的话务量强度是500/350=1.463>1 。每次实验最终都会发⽣数据丢失；由于传输的随机性，每⼀次 实验的数据丢失发⽣的时间都是不同的。

1.5节 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？

五个功能是：错误控制、流控制、⽚段化和重组、多任务和连接设置。没错，在不同层这些功能可能重复。例如，不⽌⼀层提供错误功能。

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、运输层、网络层、链路层、物理层

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：应⽤程序想发送和通过传输层的数据； 传输层段：由传输层⽣成并且封装有传输层头信息的应⽤层报⽂ ⽹络层数据段：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

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？

路由器：物理层、链路层、网络层（1到3层） 交换机：链路层和网络层 主机：所有的五层

1.6节 R26.病毒和蠕虫之间有什么不同？

a）病毒：需要以下⼈的交互来传播。⽐如邮件病毒。 b）蠕⾍：不需要⽤⼾介⼊。受感染主机中的蠕⾍会扫描IP地址和端⼝号来查找可感染的进程。

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。

创建僵⼫⽹络需要攻击者发现⼀些应⽤或系统的薄弱点（⽐如利⽤应⽤中可能存在的缓冲区溢出漏洞）。发现薄弱点后，⿊客需要查找可攻击的主机。⽬标⼀般是已 发现漏洞的⼀系列系统。僵⼫⽹络中的任何系统都可以通过漏洞⾃动扫描它的环境和传播。这种僵⼫⽹络的重要属性就是僵⼫⽹络的起点可以远程控制和发送命令⾄僵⼫ ⽹络中的所有结点的每⼀个节点（例如僵⼫⽹络中的所有结点可以被⿊客命令发送TCP SYN信息⾄⽬标，并将导致⽬标的TCP SYN溢出攻击）。

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。列出在这种情况下Trudy能够做的某些恶意的事情。

Trudy可以假装为Bob（反之亦然）并且部分或者完全修改Bob发送给Alice的信息。例如，她可以很容易的修改语句“Alice，我⽋你1000美元”为“Alice，我⽋你10000 美元”。更进⼀步，Trudy甚⾄可以丢弃Bob发送给Alice的加密信息（反之亦然）。

Pl.设计并描述在自动柜员机和银行的中央计算机之间使用的一种应用层协议。你的协议应当允许验证用户卡和口令，查询账目结算（这些都在中央计算机系统中进行维护），支取账目（即向用户支付钱）。你的协议实体应当能够处理取钱时账目中钱不够的常见问题。通过列出自动柜员机和银行中央计算机在报文传输和接收过程中交换的报文和采取的动作来定义你的协议。使用类似于图1-2所示的图，拟定在简单无差错取钱情况下该协议的操作。明确地阐述在该协议中关于底层端到端运输服务所作的假设。

这个问题不⽌⼀个答案。很多协议都可以解决这个问题。下⾯是⼀个简单的答案：

P2.式（1-l）给出了经传输速率为R的N段链路发送长度L的一个分组的端到端时延。对于经过N段链路连续地发送P个这样的分组，一般化地表示出这个公式。 N*（L/R） 时，第⼀个包到达⽬的地，第⼆个包存储在最后⼀个路由器中，第三个包存储在倒数第⼆个路由器中，等等。N*（L/R）+L/R 时，第⼆个包到达 ⽬的地，第三个包存储在最后⼀个路由器中，等等。按照这个逻辑继续，我们可以看到在 N ∗(L/R) N +（P-1）*（L/R）=（N+P-1）∗(L/R)时所有数据包到达⽬的地。

P3.考虑一个应用程序以稳定的速率传输数据（例如，发送方每k个时间单元产生一个N比特的数据单元，其中k较小且固定）。另外，当这个应用程序启动时，它将连续运行相当长的一段时间。回答下列问题，简要论证你的回答： a.是分组交换网还是电路交换网更为适合这种应用？为什么？ b.假定使用了分组交换网，并且该网中的所有流量都来自如上所述的这种应用程序。此外，假定该应用程序数据传输速率的总和小于每条链路的各自容量。需要某种形式的拥塞控制吗？为什么？

a.电路交换⽹，因为应⽤将以稳定速率，持续⻓时间运⾏，因此可以为其保留带宽。 b.不需要，传输速率总和⼩于链路容量。

P4.考虑在图1-13中的电路交换网。回想在每条链路上有4条链路，以顺时针方向标记四台交换机A、B、C和D。 a.在该网络中，任何时候能够进行同时连接的最大数量是多少？ b.假定所有连接位于交换机A和C之间。能够进行同时连接的最大数量是多少？ c.假定我们要在交换机A和C之间建立4条连接，在交换机B和D之间建立另外4条连接。我们能够让这些呼叫通过这4条链路建立路由以容纳所有8条连接吗？ a.在左上⻆的开关和右上⻆的开关之间，我们可以有4个连接。类似地，我们可以在其他3对相邻开关之间各有四个连接。因此，这个⽹络可以⽀持多达16个连接。 ⽐如： A 到 B ：4 条 B 到 C ：4 条 C 到 D ：4 条 D 到 A ：4 条 这 16 条可以同时连接。 b.我们可以通过右上⻆的开关通过4个连接，在左下⻆有4个通过开关的连接，总共有8个连接。 A 到 B ：4 条 B 到 C ：4 条 最多 8 条。 c.可以。对于A和C之间的连接，我们路由两个连接通过B，两个连接通过D。对于B和D之间的连接，我们路由两个连接通过A，两个连接通过C。这样，最多有4个连接通 过任何链接。 A 到 B ：2 条 B 到 A ：2 条 A 到 D ：2 条 B 到 C ：2 条

P5.回顾在l.4节中的车队的类比。假定传播速度还是100km/h。 a.假定车队旅行150km：在一个收费站前面开始，通过第二个收费站，并且在第三个收费站后面结束。其端到端时延是多少？ b.重复（a），现在假定车队中有8辆汽车而不是10辆。

a.有十辆⻋。第⼀个收费站服务这10辆⻋需要120秒钟，也就是2分钟。每辆汽⻋在到达第⼆个收费站之前都有45分钟的传播延迟(⾏驶75公⾥)。因此，在47分钟后的第⼆ 个收费站前，所有的汽⻋都排好了队。整个过程重复在第⼆个和第三个收费亭之间旅⾏。第三个收费站还需要2分钟才能为10辆⻋提供服务。因此，总的延迟时间是96分 钟。 b.收费亭之间的延误为8*12秒加上45分钟，即46分钟36秒。总延迟是这⼀数额的两倍，加上8*12秒，即94分48秒。

(本题题目信息请参看书籍，题目不完整)P6.这个习题开始探讨传播时延和传输时延，这是数据网络中的两个重要概念。考虑两台主机A和B由一条速率为Rbps的链路相连。假定这两台主机相隔m米，沿该链路的传播速率为sm／s。主机A向主机B发送长度L比特的分组。 a.用m和来表示传播时延d。 b.用L和R来确定该分组的传输时间d。 c.忽略处理和排队时延，得出端到端时延的表达式。 d.假定主机A在时刻1=0开始传输该分组。在时刻t=d，该分组的最后一个比特在什么地方？ e.假定，大于dm。在时刻t=d，该分组的第一个比特在何处？ .假定4小于d。在时刻t=d，该分组的第一个比特在何处？ g假定=2.5×10’，L=l20比特，R=56kbps。求出使d等于u的距离m。

a.传播时延 m/s 秒 b.传输时间 L/R 秒 c. m/s+L/R秒 d.刚刚离开A（时间小于传播时延） e.已经到达B（时间大于传播时延） f. 5.36*10^5 m

P7.在这个习题中，我们考虑从主机A向主机B通过分组交换网发送语音（ValP）。主机A将模拟语音转换为传输中的64kbps数字比特流。然后主机A将这些比特分为56字节的分组。A和B之间有一条链路：它的传输速率是2Mbps，传播时延是10ms。一旦A收集了一个分组，就将它向主机B发送。 一旦主机B接收到一个完整的分组，它将该分组的比特转换成模拟信号。从比特产生（从位于主机A的初始模拟信号起）的时刻起，到该比特被解码（在主机B上作为模拟信号的一部分），花了多少时间？

10ms+5*8/64000s+5*8/2000000s=17.224ms

P8.假定用户共享一条3Mbps的链路。又设每个用户传输时要求150kbps，但是每个用户仅有10%的时间传输。（参见l.3节中关于“分组交换与电路交换的对比”的讨论。） a.当使用电路交换时，能够支持多少用户？ b.对于本习题的后续小题，假定使用分组交换。求出给定用户正在传输的概率。 c.假定有120个用户。求出在任何给定时刻，实际有n个用户在同时传输的概率。（提示：使用二项式分布。） d.求出有21个或更多用户同时传输的概率。

a.20 b.0.1 c. ( 120 n ) p n ( 1 − p ) 120 − n \begin{pmatrix} 120 \\ n \end{pmatrix}p^n(1-p)^{120-n} (120n​)pn(1−p)120−n d.0.003

P9.考虑在1.3节“分组交换与电路交换的对比”的讨论中，给出了一个具有一条1Mbps链路的例子。用户在忙时以100kbps速率产生数据，但忙时仅以p=0.1的概率产生数据。假定用1Gbps链路替代1Mbps的链路。 a.当采用电路交换技术时，能被同时支持的最大用户数量N是多少？ b.现在考虑分组交换和有M个用户的情况。给出多于N用户发送数据的概率公式（用p、M、N表示）。

a.10^4 b. ∑ n = N + 1 M ( M n ) p n ( 1 − p ) M − n \sum_{n=N+1}^{M} \begin{pmatrix} M \\ n \end{pmatrix}p^n(1-p)^{M-n} n=N+1∑M​(Mn​)pn(1−p)M−n

P10.考虑一个长度为L的分组从端系统A开始，经3段链路传送到目的端系统。令di、si，和Ri，表示链路i的长度、传播速度和传输速率（i=1，2，3）。该分组交换机对每个分组的时延为dproc。假定没有排队时延，根据di、si，Ri（i=1，2，3）和L，该分组总的端到端时延是什么？现在假定该分组是1500字节，在所有3条链路上的传播时延是2.5×10’m／s，所有3条链路的传输速率是2Mbps，分组交换机的处理时延是3ms，第一段链路的长度是5000km，第二段链路的长度是4000km，并且最后一段链路的长度是1000km。对于这些值，该端到端时延为多少？

1) ∑ i = 1 3 ( L / R i + d i / s i ) \sum_{i=1}^{3}(L/R_{i}+d_{i}/s_{i}) i=1∑3​(L/Ri​+di​/si​)

2)64ms (注意1500byte=12000bit)

Pll.在上述习题中，假定R1=R2=R3=R且dproc=0。进一步假定该分组交换机不存储转发分组，而是在等待分组到达前立即传输它收到的每个比特。这时端到端时延为多少？

注意，这个时候传输时延只有一个，这个传输时延是端系统A传输产生的。 也就是说，端到端时延表示为： ∑ i = 1 3 d i / s i + L / R \sum_{i=1}^{3}d_{i}/s_{i}+L/R i=1∑3​di​/si​+L/R

Pl2.一台分组交换机接收一个分组并决定该分组应当转发的出链路。当某分组到达时，另一个分组正在该出链路上被发送到一半，还有4个其他分组正等待传输。这些分组以到达的次序传输。假定所有分组是1500字节并且链路速率是2Mbps。该分组的排队时延是多少？在更一般的情况下，当所有分组的长度是L，传输速率是R，当前正在传输的分组已经传输了x比特，并且已经在队列中有n个分组，其排队时延是多少？

排队时延应该为：（nL(L-x)）/R 总时延=4.5个分组*每个分组时延=27ms

Pl3.a.假定有N个分组同时到达一条当前没有分组传输或排队的链路。每个分组长为L，链路传输速率为R。对N个分组而言，其平均排队时延是多少？ b.现在假定每隔LW/R秒有N个分组同时到达链路。一个分组的平均排队时延是多少？

a.第⼀个分组的排队时延为0, 第⼆个L/R ，第三个 2L/R，第N个(N-1)L/R 因此平均排队时延为(N-1)L/2R b.上一个分组已经传输完，平均排队时延为(N-1)L/2R

Pl4.考虑路由器缓存中的排队时延。令I表示流量强度；即l=La/R。假定排队时延的形式为IL/R（1-l），其中I