2022计网期末

一

3.灵活性与兼容性：IP层作为中间层统一了数据交换的标准，允许底层（如以太网、Wi-Fi等）和上层（如HTTP、FTP等）自由演进，只需适配IP协议即可互联
5.SMTP,POP3,IMAP

二

注意这是总线，所以传数据都是广播

1. 从S1发送数据到检测到碰撞的最长时间
   根据CSMA/CD协议，最长检测时间是信号传播时间的两倍。这里主要是理解题意

   • 传播时间 $ T_{\text{prop}} = \frac{500\ \text{m}}{250\ \text{m/μs}} = 2\ \mu\text{s} $
   • 最长检测时间 $ = 2 \times T_{\text{prop}} = 2 \times 2\ \mu\text{s} = \boxed{4\ \mu\text{s}} $

2. 最小帧长
   帧的传输时间需大于等于 $ 2T_{\text{prop}} $：

   • $ L \geq 2 \times T_{\text{prop}} \times B = 2 \times 2\ \mu\text{s} \times 100\ \text{Mbps} = 400\ \text{bits} $
   • 即最小帧长为 $ \boxed{400\ \text{bits}} $（或 $ 50\ \text{字节} $）。

3. 这一道题目就是注意一下最后一个转发的时候，网桥是不会发到其他局域网里面的

三

计算子网掩码：

• 主机数 ≥12 → 需要 /28（16 个 IP，可用 14 台主机）。
• 主机数 ≥30 → 需要 /27（32 个 IP，可用 30 台主机）。
• 主机数 ≥6 → 需要 /29（8 个 IP，可用 6 台主机）。

从大到小分配：

• 主机数 ≥30：xxx.xxx.xxx.64/27
• 主机数 ≥12：xxx.xxx.xxx.96/28
• 主机数 ≥6：xxx.xxx.xxx.112/29

traceroute命令或者ICMP（将TTL 值依次为 1, 2, 3…），其实后者就是traceroute的原理
4.
数不同的源端口

四

先利用Dij算出全局最短路，然后直接写表即可。表的特征为目标节点、下一跳和距离
2.

特性	RIP	OSPF
类型	距离矢量协议	链路状态协议
算法	Bellman-Ford	Dijkstra
更新机制	定期广播（每 30 秒）	事件触发（拓扑变化时更新）
收敛速度	慢（依赖周期性更新）	快（仅在拓扑变化时计算）
支持网络规模	小型网络（跳数限制 15）	大型网络
度量值	基于跳数	基于带宽、延迟等可配置度量
协议开销	低（简单，但周期性更新增加流量）	高（复杂，但收敛快）

3.\(30/35/35\)

五

802.11 分布式协调（DCF：

• 核心机制：基于 CSMA/CA（载波侦听多路访问/冲突避免）。
  • 冲突避免：因无线信道无法检测碰撞（CD），改用 RTS/CTS 握手 预占信道。
  • 虚拟载波监听：通过 NAV（网络分配向量）记录信道占用时间，避免冲突。
• 特点：
  • 自适应速率：根据信道质量动态调整传输速率。
  • ACK 确认机制：接收方发送 ACK 确认帧，提高可靠性。

以太网 MAC（CSMA/CD）：

• 核心机制：基于 载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）。
  • 冲突检测：通过电缆直接检测碰撞，冲突后重传。
  • 固定时延：依赖传播时延判断碰撞窗口。

六

1.主要是回忆一下最大吞吐量的定义
2.简述一下TCP即可（强调一下序列号）

七

主要是讲一下这个图。在时刻5的时候，发生了超时，于是ssthresh就变成了\(2\)，所以时刻5到时刻6是慢启动，但是立马进入了拥塞避免，然后时刻10到时刻11发生了快恢复但是不是标准的快恢复，忽略了\(+3\)这个操作

3. 估计RTT的计算

给定初始EstimatedRTT = 100，α = 0.25，以及四个样本RTT值：106、80、120、102。
RTT估计使用指数加权移动平均（EWMA）公式：

\[\text{EstimatedRTT}_{\text{new}} = (1 - \alpha) \times \text{EstimatedRTT}_{\text{old}} + \alpha \times \text{SampleRTT} \]

逐步计算：

• 第一个样本 (106)：
  \[\text{EstimatedRTT} = (1 - 0.25) \times 100 + 0.25 \times 106 = 0.75 \times 100 + 0.25 \times 106 = 75 + 26.5 = 101.5 \]

• 第二个样本 (80)：
  \[\text{EstimatedRTT} = (1 - 0.25) \times 101.5 + 0.25 \times 80 = 0.75 \times 101.5 + 0.25 \times 80 = 76.125 + 20 = 96.125 \]

• 第三个样本 (120)：
  \[\text{EstimatedRTT} = (1 - 0.25) \times 96.125 + 0.25 \times 120 = 0.75 \times 96.125 + 0.25 \times 120 = 72.09375 + 30 = 102.09375 \]

• 第四个样本 (102)：
  \[\text{EstimatedRTT} = (1 - 0.25) \times 102.09375 + 0.25 \times 102 = 0.75 \times 102.09375 + 0.25 \times 102 = 76.5703125 + 25.5 = 102.0703125 \]

最终EstimatedRTT ≈ 102.07（保留两位小数）。

4. ECN与TCP拥塞控制相比的优缺点

ECN（Explicit Congestion Notification）：路由器通过设置包的ECN位为1，显式通知接收方拥塞，接收方再通过ACK通知发送方。与传统TCP拥塞控制（基于丢包检测，如Reno或New Reno）相比：

• 优点：

  • 避免不必要的丢包：ECN在队列满前标记包（而非丢弃），减少重传和丢包引起的延迟，提高吞吐量。
  • 更快的拥塞响应：显式通知允许发送方立即调整速率（如减半窗口），而不需等待丢包事件，缩短拥塞恢复时间。
  • 更高的网络利用率：在拥塞初期即可调整，减少缓冲区溢出，提升链路利用率，尤其在高带宽延迟积（BDP）网络中更有效。
  • 减少全局同步：避免多个TCP连接同时因丢包而进入慢启动，导致网络吞吐量波动。

• 缺点：

  • 部署复杂性：需要全网设备（路由器、交换机、终端）支持ECN，且协议栈（如TCP/IP）需实现ECN协商机制，增加管理开销。
  • 兼容性问题：中间设备（如老旧路由器或防火墙）可能不支持ECN，导致标记被忽略或包被丢弃，影响可靠性。
  • 安全风险：恶意节点可能伪造ECN通知（如虚假ACK），诱使发送方降低速率，引发拒绝服务攻击。
  • 额外开销：接收方需在ACK中携带ECN回显（ECE），增加头部开销；在高速网络中，处理ECN标记可能引入微秒级延迟。

总结：ECN提供更精细的拥塞控制，但依赖于网络基础设施支持；传统TCP基于丢包更简单但反应滞后，易造成吞吐量下降。

5. 高速网络中Jacobson's New Reno的缺点及改进

背景：数据中心网络带宽可达100Gbps，带宽延迟积（BDP）极大（e.g., 100Gbps × 微秒级RTT = 数百万比特）。Jacobson's New Reno（TCP拥塞控制算法，基于AIMD：加性增/乘性减）的缺点被放大。这个言之有理即可，比如可以说每次增加不是一个MSS而是多个MSS

缺点：

• 慢收敛和低效率：
  • 窗口增长缓慢（每RTT增加1 MSS），在高BDP网络中需长时间填满管道；窗口减半（乘性减）后，恢复时间长，导致带宽利用率低（e.g., 100Gbps链路可能仅用50%）。
• 对丢包过度敏感：
  • 依赖丢包作为拥塞信号，高速网络中轻微拥塞即导致大量丢包，引发频繁超时和重传，吞吐量波动大。
• RTT不公平性：
  • 短RTT连接窗口增长快，抢占带宽；长RTT连接处于劣势，在高BDP环境中加剧不公平。
• 缓冲区膨胀问题：
  • 为填满管道，需大缓冲区，但AIMD易导致缓冲区满溢，增加排队延迟（不利于低延迟应用如AI训练）。
• 不适用于微突发流量：
  • 数据中心流量常呈微突发（短时高峰），New Reno反应迟钝，易造成瞬时拥塞。

八

勒索病毒不用管