Chapter 1

1.1

Knowledge checks 知识检查

Which of the following descriptions below correspond to a "nuts-and-bolts" view of the Internet? Select one or more of the answers below that are correct. [Hint: more than one of answers below are correct]. 以下哪项描述对应于互联网的“具体细节”视图？选择下面一个或多个正确的答案。 [提示：以下答案不止一个是正确的]。

A. A collection of hardware and software components executing protocols that define the format and the order of messages exchanged between two or more communicating entities, as well as the actions taken on the transmission and/or receipt of a message or other event. 执行协议的硬件和软件组件的集合，这些协议定义两个或多个通信实体之间交换的消息的格式和顺序，以及对消息或其他事件的传输和/或接收所采取的操作。

B. A "network of networks". 一个“网络的网络”。

C. A platform for building network applications. 构建网络应用程序的平台。

D. A place I go for information, entertainment, and to communicate with people. 我去那里获取信息、娱乐以及与人交流。

E. A collection of billions of computing devices, and packet switches interconnected by links. 通过链路互连的数十亿计算设备和数据包交换机的集合。

答案：涉及到具体细节，所以选择 ABE 。

Which of the following descriptions below correspond to a "services" view of the Internet? Select one or more of the answers below below that are correct below that are correct. [Hint: more than one of answers below are correct]. 以下哪项描述对应于互联网的“服务”视图？请选择下面一项或多项正确的答案。 [提示：以下答案不止一个是正确的]。

A. A "network of networks". 一个“网络的网络”。

B. A platform for building network applications. 构建网络应用程序的平台。

C. A place I go for information, entertainment, and to communicate with people. 我去那里获取信息、娱乐以及与人交流。

D. A collection of billions of computing devices, and packet switches interconnected by links. 通过链路互连的数十亿计算设备和数据包交换机的集合。

E. A collection of hardware and software components executing protocols that define the format and the order of messages exchanged between two or more communicating entities, as well as the actions taken on the transmission and/or receipt of a message or other event. 执行协议的硬件和软件组件的集合，这些协议定义两个或多个通信实体之间交换的消息的格式和顺序，以及对消息或其他事件的传输和/或接收所采取的操作。

答案：涉及到服务，所以选择 BC 。

Which of the following human scenarios involve a protocol (recall: "Protocols define the format, order of messages sent and received among network entities, and actions taken on message transmission, receipt")? Select one or more answers below that are correct. Hint: more than one of answers below are correct. 以下哪些人类场景涉及协议（回想一下：“协议定义了网络实体之间发送和接收消息的格式、顺序，以及消息传输和接收所采取的操作”）？请选择下面一个或多个正确的答案。提示：以下答案不止一个是正确的。

A. A person reading a book. 一个人在读书。

B. One person asking, and getting, the time to/from another person. 一个人向另一个人询问并获取时间。

C. Two people introducing themselves to each other. 两个人互相自我介绍。

D. A person sleeping. 一个人在睡觉。

E. A student raising her/his hand to ask a really insightful question, followed by the teaching acknowledging the student, listening carefully to the question, and responding with a clear, insightful answer. And then thanking the student for the question, since teachers love to get questions. 学生举手提出一个真正有见地的问题，然后教学承认学生，仔细聆听问题，并给出清晰、有见地的答案。然后感谢学生提出的问题，因为老师喜欢回答问题。

答案：协议是双方进行有效沟通的基础，是双方知晓且能够彼此理解的，所以选择 BCE 。

1.2

Knowledge checks 知识检查

Match the access network with the approximate speeds that a subscriber might experience. (Note: if you look these up, do so in the 8E textbook, slides,or video -- not in the 7E or earlier versions, since link access speeds are always increasing over the years). 将接入网络与用户可能体验到的大致速度相匹配。（注意：如果您查找这些内容，请在 8E 教科书、幻灯片或视频中查找，而不是在 7E 或更早版本中查找，因为多年来链接访问速度一直在提高）。

Question List: 问题清单：

Ethernet 以太网

802.11 WiFi 802.11 无线网络

Cable access network 有线接入网

Digital Subscriber Line 数字用户线

4G cellular LTE 4G 蜂窝 LTE

Answer List: 答案列表：

Wired. Up to 100's Gbps per link. 有线。每个链路高达 100 Gbps。
Wired. Up to 1 Tbps per link. 有线。每个链路高达 1 Tbps。
Wired. Up to 10’s of Mbps downstream per user. 有线。每个用户高达 10 Mbps 的下行速度。
Wireless, up to 10's Kbps per device. 无线，每台设备高达 10 Kbps。
Wireless. Up to 10’s Mbps per device. 无线的。每个设备高达 10 Mbps。
Wireless. 10’s to 100’s of Mbps per device. 无线的。每个设备 10 到 100 Mbps。
Wired. Up to 10’s to 100’s of Mbps downstream per user. 有线。每个用户高达 10 到 100 Mbps 的下行速度。

答案：

以下是接入网络与用户可能体验到的大致速度的匹配：

Ethernet 以太网
答案： Wired. Up to 100's Gbps per link.
解释： 以太网是一种有线网络技术，在企业和家庭环境中都很常见。现代以太网链路可以达到数百 Gbps，尤其是在光纤以太网的情况下。

802.11 WiFi 802.11 无线网络
答案： Wireless. 10’s to 100’s of Mbps per device.
解释： WiFi 是一种无线接入网络，速度在不断提升。现代的 802.11 标准（例如 802.11ac 和 802.11ax）可以提供每台设备 10 到数百 Mbps 的速度。

Cable access network 有线接入网
答案： Wired. Up to 10’s to 100’s of Mbps downstream per user.
解释： 有线接入网络（如有线电视网络）使用同轴电缆提供高速互联网接入，通常提供每个用户 10 到数百 Mbps 的下行速度。

Digital Subscriber Line 数字用户线（DSL）
答案： Wired. Up to 10’s of Mbps downstream per user.
解释： DSL 是一种基于电话线的有线网络接入技术，通常可以达到每个用户 10 Mbps 左右的下行速度。

4G cellular LTE 4G 蜂窝 LTE
答案： Wireless. Up to 10’s Mbps per device.
解释： 4G LTE 是一种无线蜂窝网络技术，通常能达到每个设备数十 Mbps 的速度。

1.3

Knowledge checks 知识检查

Choose one the following two definitions that makes the correct distinction between routing versus forwarding. 选择以下两个定义之一来正确区分路由与转发。

Routing is the local action of moving arriving packets from router’s input link to appropriate router output link, while forwarding is the global action of determining the source-destination paths taken by packets. 路由是将到达的数据包从路由器的输入链路移动到适当的路由器输出链路的本地操作，而转发是确定数据包所采用的源-目的地路径的全局操作。

Forwarding is the local action of moving arriving packets from router’s input link to appropriate router output link, while routing is the global action of determining the source-destination paths taken by packets. 转发是将到达的数据包从路由器的输入链路移动到适当的路由器输出链路的本地操作，而路由是确定数据包所采用的源-目的地路径的全局操作。

答案：选择后者，根据定义即可选择。

Which of the characteristics below are associated with the technique of packet switching? Select all correct answers. [Hint: more than one of the answers is correct]. 以下哪些特征与分组交换技术相关？选择所有正确答案。 [提示：不止一个答案是正确的]。

A. Data may be queued before being transmitted due to other user’s data that’s also queueing for transmission. 由于其他用户的数据也在排队等待传输，数据可能会在传输之前排队。

B. Frequency Division Multiplexing (FDM) and Time Division Multiplexing (TDM) are two approaches for implementing this technique. 频分复用 (FDM) 和时分复用 (TDM) 是实现该技术的两种方法。

C. Resources are used on demand, not reserved in advance. 资源是按需使用的，而不是提前预留的。

D. This technique was the basis for the telephone call switching during the 20th century and into the beginning of this current century. 该技术是 20 世纪和本世纪初电话呼叫交换的基础。

E. Congestion loss and variable end-end delays are possible with this technique. 使用这种技术可以实现拥塞损失和可变的端到端延迟。

F. This technique is used in the Internet. 该技术用于互联网。

G. Reserves resources needed for a call from source to destination. 保留从源到目的地的呼叫所需的资源。

答案：按照特点选择即可：ACEF 。

Which of the characteristics below are associated with the technique of circuit switching? Select all correct answers. [Hint: more than one of the answers is correct]. 以下哪些特征与电路交换技术相关？选择所有正确答案。 [提示：不止一个答案是正确的]。

A. Resources are used on demand, not reserved in advance. 资源是按需使用的，而不是提前预留的。

C. Data may be queued before being transmitted due to other user’s data that’s also queueing for transmission. 由于其他用户的数据也在排队等待传输，数据可能会在传输之前排队。

D. Reserves resources needed for a call from source to destination. 保留从源到目的地的呼叫所需的资源。

E. This technique was the basis for the telephone call switching during the 20th century and into the beginning of this current century. 该技术是 20 世纪和本世纪初电话呼叫交换的基础。

F. Congestion loss and variable end-end delays are possible with this technique. 使用这种技术可以实现拥塞损失和可变的端到端延迟。

G. This technique is used in the Internet. 该技术用于互联网。

答案：按照特点选择即可：BDE 。

Consider the circuit-switched network shown in the figure below, with four circuit switches A, B, C, and D. Suppose there are 20 circuits between A and B, 19 circuits between B and C, 15 circuits between C and D, and 16 circuits between D and A. 考虑下图所示的电路交换网络，有四个电路交换机 A、B、C 和 D。假设 A 和 B 之间有 20 个电路，B 和 C 之间有 19 个电路，C 和 D 之间有 15 个电路，并且 D 和 A 之间有 16 个电路。

What is the maximum number of connections that can be ongoing in the network at any one time? 网络中任一时刻可以进行的最大连接数是多少？

网络分析与多路径组合

网络结构图（简化）如下：
A — 20 — B
|        |
16      19
|        |
D — 15 — C
可能的连接路径

由于每对交换机之间都可以建立连接，网络可以支持多个独立的路径，而不仅限于一种循环路径。这意味着我们可以利用以下多种路径组合：

A 到 B 的 20 条独立电路

B 到 C 的 19 条独立电路

C 到 D 的 15 条独立电路

D 到 A 的 16 条独立电路

最大连接数的计算

因为电路交换网络的每条电路可以支持一个独立的连接，我们可以将这些路径之间的电路数量相加来获得总连接数：

$ 20 + 19 + 15 + 16 = 70 $

结论

因此，在网络中，任一时刻可以进行的最大连接数是 70，因为这些独立路径上的电路可以分别支持独立的连接，而不必形成完整的回路。

Perform a traceroute from your computer (on whatever network you happen to be on) to gaia.cs.umass.edu. Use traceroute (on Mac terminal) or tracert (on Windows command line) or tracepath (on a Linux command line). Enter the missing part of the name of the router just before the host gaia.cs.umass.edu is reached: 执行从您的计算机（在您所在的任何网络上）到 gaia.cs.umass.edu 的跟踪路由。使用 traceroute（在 Mac 终端上）或 tracert （在 Windows 命令行上）或 tracepath （在 Linux 命令行上）。输入到达主机 gaia.cs.umass.edu 之前路由器名称的缺失部分：

??.cs.umass.edu

Note: Routing may change, so the answer here may not be correct anymore. Also, if you are a Verizon user, there are known problems using traceroute with Verizon - if traceroute shows you two hops only to gaia.cs.umass.edu or any destination, skip this question. 注意：路由可能会改变，所以这里的答案可能不再正确。另外，如果您是 Verizon 用户，则在 Verizon 中使用 Traceroute 会出现已知问题 - 如果 Traceroute 显示您仅到 gaia.cs.umass.edu 或任何目的地的两跳，请跳过此问题。

答案：按照要求进行测试：得到答案如下：

通过最多 30 个跃点跟踪
到 gaia.cs.umass.edu [128.119.245.12] 的路由:

  1     3 ms     2 ms     2 ms  10.195.159.254
  2     4 ms     4 ms     3 ms  172.18.50.14
  3     *        *        *     请求超时。
  4     4 ms     4 ms     3 ms  192.168.66.250
  5     4 ms     4 ms     4 ms  210.21.40.13
  6     *        5 ms     *     120.80.79.189
  7     *        *        *     请求超时。
  8    14 ms     9 ms     7 ms  219.158.97.2
  9     6 ms     9 ms    12 ms  219.158.20.222
 10   226 ms   225 ms   432 ms  219.158.98.50
 11   204 ms   193 ms   192 ms  219.158.35.30
 12   253 ms   254 ms   254 ms  ae12.cr1-bos1.ip4.gtt.net [89.149.130.29]
 13   233 ms   235 ms   236 ms  ip4.gtt.net [65.175.24.206]
 14   241 ms   241 ms   245 ms  69.16.1.0
 15   237 ms   237 ms   237 ms  core1-rt-et-8-3-0.gw.umass.edu [192.80.83.109]
 16   243 ms   244 ms   244 ms  n1-rt-1-1-et-0-0-0.gw.umass.edu [128.119.0.216]
 17   234 ms   234 ms   234 ms  128.119.7.74
 18   276 ms   275 ms   276 ms  128.119.7.66
 19   256 ms   259 ms   255 ms  core1-rt-et-7-2-1.gw.umass.edu [128.119.0.217]
 20   232 ms   230 ms   231 ms  n5-rt-1-1-xe-2-1-0.gw.umass.edu [128.119.3.33]
 21   250 ms   253 ms   263 ms  cics-rt-xe-0-0-0.gw.umass.edu [128.119.3.32]
 22   295 ms   287 ms   281 ms  nscs1bbs1.cs.umass.edu [128.119.240.253]
 23   246 ms   245 ms   250 ms  gaia.cs.umass.edu [128.119.245.12]

跟踪完成。

这里我们要找的就是目的地前的最后一个路由，也就是nscs1bbs1.cs.umass.edu。

When we say that the Internet is a “network of networks,” we mean? Check all that apply (hint: check two or more). 当我们说互联网是“网络的网络”时，我们的意思是什么？勾选所有适用项（提示：勾选两项或更多）。

A. The Internet is the fastest network ever built. 互联网是有史以来最快的网络。

B. The Internet is made up of access networks at the edge, tier-1 networks at the core, and interconnected regional and content provider networks as well. 互联网由边缘的接入网络、核心的一级网络以及互连的区域和内容提供商网络组成。

C. The Internet is the largest network ever built. 互联网是有史以来最大的网络。

D. The Internet is made up of a lot of different networks that are interconnected to each other. 互联网由许多相互互连的不同网络组成。

答案：BD 。

选择 B 和 D 是正确的，因为这两项准确描述了“网络的网络”这一概念。

解释：

选项 B： “互联网由边缘的接入网络、核心的一级网络以及互连的区域和内容提供商网络组成。”

互联网由许多不同的网络组成，这些网络按层级结构分布。它们包括用户端的接入网络（如家庭宽带和移动网络）、核心的一级网络（大型的全球运营商）、以及提供内容和区域服务的网络。所有这些网络共同构成了一个庞大的网络系统，体现了互联网的层次结构和多样性。

选项 D： “互联网由许多相互互连的不同网络组成。”

互联网之所以称为“网络的网络”，是因为它本质上是由许多不同的独立网络互连而成。无论是企业网络、教育机构网络还是个人用户接入网络，这些网络相互连接，形成了一个全球性的网络系统。这种结构使互联网可以在世界范围内实现通信和数据传输。

为什么不选其他选项：

选项 A “互联网是有史以来最快的网络。”

这并不正确，因为“网络的网络”指的是结构特征而非速度。虽然互联网的确很快，但它的速度取决于多个因素，并不是所有部分都一样快。

选项 C “互联网是有史以来最大的网络。”

虽然互联网是全球最大的网络，但“网络的网络”强调的是互联网的结构，而非规模。这一概念主要在于各个网络的互联性，而不仅仅是互联网的大小。

因此，选项 B 和 D 更准确地解释了互联网为何被称为“网络的网络”。

Consider a scenario in which 5 users are being multiplexed over a channel of 10 Mbps. Under the various scenarios below, match the scenario to whether circuit switching or packet switching is better. 考虑一个场景，其中 5 个用户在 10 Mbps 的信道上进行复用。在下面的各种场景下，将场景与电路交换和分组交换哪个更好进行匹配。

Question List: 问题清单：

Each user generates traffic at an average rate of 2.1 Mbps, generating traffic at a rate of 15 Mbps when transmitting 每个用户平均产生 2.1Mbps 的流量，传输时产生 15Mbps 的流量

Each user generates traffic at an average rate of 2 Mbps, generating traffic at a rate of 2 Mbps when transmitting 每个用户平均产生 2Mbps 的流量，传输时产生 2Mbps 的流量

Each user generates traffic at an average rate of 0.21 Mbps, generating traffic at a rate of 15 Mbps when transmitting 每个用户平均产生流量 0.21Mbps，传输时产生流量 15Mbps

Answer List: 答案列表：

A. Neither works well in this overload scenario 在这种过载情况下两者都效果不佳

B. Circuit switching 电路交换

C. Packet switching 包交换

答案：ABC 。

详细解释如下：

1. 情况 A：每个用户平均产生 0.21 Mbps 的流量，传输时产生 15 Mbps 的流量

解释：在这种情况下，用户在大部分时间里产生的流量非常小（0.21 Mbps），仅在某些瞬间传输时达到高峰（15 Mbps）。

适合的交换方式：包交换。包交换（Packet Switching）允许数据分成小包，并按需共享网络资源。由于多数用户的平均流量很低，网络资源不会被大量占用；而当用户突然产生高峰流量时，包交换可以灵活地将这些包调度在网络中传输，从而实现资源的高效利用。

原因：包交换在处理数据流量波动的情况下更有效，能够动态分配带宽并应对用户流量的突发性需求。

2. 情况 B：每个用户平均产生 2 Mbps 的流量，传输时产生 2 Mbps 的流量

解释：在这种情况下，用户的流量是恒定的，无论是否在传输，总是产生 2 Mbps 的流量。

适合的交换方式：电路交换。电路交换（Circuit Switching）适用于这种稳定的流量需求，因为它会为每个用户分配固定的通道，保证持续的传输速率，不用动态调度带宽资源。

原因：电路交换在传输恒定流量时更高效，确保用户的带宽不会受其他用户影响。此外，电路交换的固定通道设置可以确保每个用户的传输延迟稳定，适合这类持续占用带宽的应用场景（如语音通话）。

3. 情况 B：每个用户平均产生 2.1 Mbps 的流量，传输时产生 15 Mbps 的流量

解释：这里，用户在不传输时仍产生较大的流量（2.1 Mbps），而在传输时则会达到高峰（15 Mbps）。

适合的交换方式：两者都效果不佳。由于用户的平均流量已经接近满负载，而传输时的流量需求又骤增，包交换和电路交换在这种情况下都很难有效应对。

包交换的问题：如果使用包交换，网络在传输高峰期可能会因为大量数据包涌入而出现拥堵，导致丢包和延迟增大。

电路交换的问题：如果使用电路交换，可能需要为每个用户预留足够带宽以应对高峰流量需求（15 Mbps），这会导致在用户不传输时，资源浪费严重。

原因：这种高波动的负载情况会使两种交换方式都难以高效工作，网络可能会因为用户的突发需求而出现过载，因此“在这种过载情况下两者都效果不佳”。

总结

情况 A 适合 包交换。

情况 B（稳定流量）适合 电路交换。

情况 B（高波动负载）在过载情况下两者都效果不佳。

Which of the following physical layer technologies has the highest transmission rate and lowest bit error rate in practice? 以下哪种物理层技术在实际应用中传输速率最高且误码率最低？

A. 802.11 WiFi Channel 802.11 WiFi 通道

B. Twisted pair (e.g., CAT5, CAT6) 双绞线（例如 CAT5、CAT6）

C. Satellite channel 卫星频道

D. 4G/5G cellular 4G/5G 蜂窝网络

E. Fiber optic cable 光纤电缆

F. Coaxial cable 同轴电缆

答案：

在实际应用中，光纤电缆（Fiber optic cable）通常具有最高的传输速率和最低的误码率。原因如下：

光纤电缆：利用光脉冲在玻璃或塑料纤维中传输数据，可以提供非常高的传输速率（甚至达到 Tbps 级别），并且具有极低的误码率（因为光纤对电磁干扰不敏感）。

其他选项的情况：

802.11 WiFi 通道：虽然现代 WiFi 标准（如 WiFi 6）可以提供较高的速度，但其误码率较高，因为信号容易受到环境干扰，尤其在墙体或其他障碍物多的情况下。

双绞线（CAT5、CAT6）：双绞线的传输速率较高（可达 Gbps 级别），但在长距离下信号会衰减，误码率可能会上升。

卫星频道：卫星传输速度有限，且延迟较大，信号受天气等因素影响，误码率较高。

4G/5G 蜂窝网络：尽管 5G 提供了较高的速度，但与光纤相比，蜂窝网络的误码率较高，且信号会受到环境因素的影响。

同轴电缆：通常用于有线电视网络，提供较高的带宽，但其速率和误码率仍无法与光纤相比。

因此，光纤电缆是传输速率最高且误码率最低的物理层技术。

1.4

Knowledge checks 知识检查

Match the description of each component of packet delay to its name in the pull down list. 将数据包延迟的每个组成部分的描述与其在下拉列表中的名称相匹配。

Question List: 问题清单：

Time needed to perform an integrity check, lookup packet information in a local table and move the packet from an input link to an output link in a router. 执行完整性检查、在本地表中查找数据包信息以及将数据包从路由器中的输入链路移动到输出链路所需的时间。

Time spent waiting in packet buffers for link transmission. 在数据包缓冲区中等待链路传输所花费的时间。

Time spent transmitting packets bits into the link. 将数据包位传输到链路中所花费的时间。

Time need for bits to physically propagate through the transmission medium from end one of a link to the other. 比特通过传输介质从链路的一端物理传播到另一端所需的时间。

Answer List: 答案列表：

Propagation delay 传播延迟
Queueing delay 排队延迟
Transmission delay 传输延迟
Processing delay 处理延迟

答案：

以下是数据包延迟每个组成部分的描述与其名称的匹配：

Time needed to perform an integrity check, lookup packet information in a local table and move the packet from an input link to an output link in a router.
匹配： Processing delay 处理延迟
解释： 处理延迟指的是路由器在处理数据包时所需的时间，包括完整性检查、查找信息以及将数据包从输入链路移动到输出链路。

Time spent waiting in packet buffers for link transmission.
匹配： Queueing delay 排队延迟
解释： 排队延迟是指数据包在缓冲区中等待传输的时间，通常在网络流量高时发生。

Time spent transmitting packets bits into the link.
匹配： Transmission delay 传输延迟
解释： 传输延迟是将数据包的比特传输到链路中所需的时间，通常与数据包的大小和链路的带宽有关。

Time need for bits to physically propagate through the transmission medium from end one of a link to the other.
匹配： Propagation delay 传播延迟
解释： 传播延迟是指比特通过传输介质从链路的一端物理传播到另一端所需的时间，主要与传播速度和链路长度有关。

因此，正确匹配为：

Processing delay 处理延迟

Queueing delay 排队延迟

Transmission delay 传输延迟

Propagation delay 传播延迟

Suppose a packet is L = 1500 bytes long (one byte = 8 bits), and link transmits at R = 1 Gbps (i.e., a link can transmit bits 1,000,000,000 bits per second). What is the transmission delay for this packet? 假设数据包长度为L = 1500 字节（一个字节 = 8 位），链路以 R = 1 Gbps 传输（即链路每秒可以传输 1,000,000,000 位）。该数据包的传输延迟是多少？

答案：数据包的传输延迟为 12 微秒（1.2 × 10⁻⁵ 秒）。

这是通过将数据包的长度（1500 字节）转换为比特（12000 比特），然后用传输速率（1 Gbps）计算得出的。

Suppose a packet is L = 1200 bytes long (one byte = 8 bits), and link transmits at R = 100 Mbps (i.e., a link can transmit bits 100,000,000 bits per second). What is the transmission delay for this packet? 假设数据包长度为L = 1200 字节（一个字节 = 8 位），链路以 R = 100 Mbps 传输（即链路每秒可以传输 100,000,000 位）。该数据包的传输延迟是多少？

答案：数据包的传输延迟为 96 微秒（9.6 × 10⁻⁵ 秒）。

这是通过将数据包长度（1200 字节）转换为比特（9600 比特），然后用传输速率（100 Mbps）计算得出的。

Consider the network shown in the figure below, with three links, each with the specified transmission rate and link length. Assume the length of a packet is 8000 bits. 考虑下图所示的网络，该网络具有三个链路，每个链路都有指定的传输速率和链路长度。假设数据包的长度为 8000 位。

What is the transmission delay at link 2? 链路 2 的传输延迟是多少？

答案：要计算链路 2 的传输延迟，我们需要知道链路 2 的传输速率。传输延迟的公式为：

\[ \text{Transmission Delay} = \frac{\text{Packet Length (in bits)}}{\text{Transmission Rate (in bits per second)}} \]

我们可以直接代入公式进行计算，链路 2 的传输延迟为 80 微秒（8 × 10⁻⁵ 秒）。这是通过将数据包长度（8000 位）除以链路 2 的传输速率（100 Mbps）计算得出的。

Consider the network shown in the figure below, with three links, each with the specified transmission rate and link length. Assume the length of a packet is 8000 bits. The speed of light propagation delay on each link is 3x10^8 m/sec 考虑下图所示的网络，该网络具有三个链路，每个链路都有指定的传输速率和链路长度。假设数据包的长度为 8000 位。每个链路上的光传播延迟速度为 3x10^8 m/sec

What is the propagation delay at (along) link 2? （沿着）链路 2 的传播延迟是多少？

答案：要计算链路 2 的传播延迟，我们可以使用以下公式：

\[ \text{Propagation Delay} = \frac{\text{Link Length}}{\text{Propagation Speed}} \]

在这里，传播速度是 $3 \times 10^8$ 米/秒，链路长度为 1000 公里（即 $1000 \times 10^3$ 米）。

我们可以将这些值代入公式中进行计算。让我们进行计算。

计算得到答案是$3.33\times10^{-3}$秒。

What is the maximum throughput achievable between sender and receiver in the scenario shown below? 在下面所示的场景中，发送方和接收方之间可实现的最大吞吐量是多少？

答案：

在这个场景中，我们有两个链路的带宽：

链路 1：1.5 Mbps

链路 2：10 Mbps

为了计算发送方和接收方之间的最大吞吐量，我们需要找到链路中的最小带宽，因为它将决定系统的整体吞吐量。

因此，最大吞吐量是：

\[ \text{Throughput} = \min(1.5 \text{ Mbps}, 10 \text{ Mbps}) = 1.5 \text{ Mbps} \]

所以，发送方和接收方之间可实现的最大吞吐量为 1.5 Mbps。

What is the maximum achievable end-end throughput (an integer value, in Mbps) for each of four client-to-server pairs, assuming that the middle link is fairly shared (divides its transmission rate equally) and all servers are trying to send at their maximum rate? 假设中间链路公平共享（平均分配其传输速率）并且所有服务器都尝试发送数据，则四个客户端到服务器对中的每对可实现的最大端到端吞吐量是多少（整数值，以 Mbps 为单位）以他们的最大速度？

Your answer: [A] Mbps 您的答案：[A] Mbps

为了计算每个客户端到服务器对的最大端到端吞吐量，我们需要考虑三个链路的带宽限制：从服务器到共享链路的链路（$R_S$）、共享链路的带宽（$R$），以及从共享链路到客户端的链路（$R_C$）。

给定参数为：

从服务器到共享链路的链路：$R_S = 50 \text{ Mbps}$

共享链路的带宽：$R = 300 \text{ Mbps}$

从共享链路到客户端的链路：$R_C = 90 \text{ Mbps}$

每个服务器都会尝试以其最大速度发送数据，因此在中间链路上，四个服务器共享 300 Mbps 的带宽。中间链路将其带宽公平分配给四个客户端，因此每个客户端可以使用的带宽为：

\[ \text{Bandwidth per client} = \frac{R}{4} = \frac{300 \text{ Mbps}}{4} = 75 \text{ Mbps} \]

由于每个客户端到共享链路的链路带宽是 90 Mbps，而每个服务器到共享链路的链路带宽是 50 Mbps，因此每个链路的实际带宽限制将取决于最小的带宽限制。

因此，对于每个客户端到服务器对，最大端到端吞吐量为：

\[ \text{Throughput} = \min(R_S, \text{Bandwidth per client}, R_C) = \min(50 \text{ Mbps}, 75 \text{ Mbps}, 90 \text{ Mbps}) = 50 \text{ Mbps} \]

所以，四个客户端到服务器对中的每对可实现的最大端到端吞吐量为 50 Mbps。

Assuming that the servers are all sending at their maximum rate possible, what are the link utilizations for the server links (with transmission capacity RS)? Enter your answer in a decimal form of 1.00 (if the utilization is 1) or 0.xx (if the utilization is less than 1, rounded to the closest xx). 假设服务器都以可能的最大速率发送，那么服务器链路的链路利用率是多少（具有传输容量 R S ）？以小数形式输入 1.00（如果利用率为 1）或 0.xx（如果利用率小于 1，四舍五入到最接近的 xx）。

Your answer: The utilization of the server links is: [A] 您的答案：服务器链接的利用率是：[A]

答案：

为了计算服务器链路的利用率，我们需要考虑每个服务器链接的传输速率（$R_S = 50 \text{ Mbps}$）以及它们的最大发送速率。

每个服务器都在发送其最大速率，由于有四个服务器，每个服务器通过中间链路共享 300 Mbps 的带宽。因此，四个服务器共同发送的最大速率为：

\[ \text{Total sending rate} = 4 \times R_S = 4 \times 50 \text{ Mbps} = 200 \text{ Mbps} \]

由于共享中间链路的带宽为 300 Mbps，因此在这个共享链路上不会发生瓶颈，因为 200 Mbps 远低于 300 Mbps。这意味着中间链路能够支持这四个服务器同时以最大速率发送。

服务器链接的利用率计算

对于每个服务器的利用率（$U_S$），可以用以下公式计算：

\[ U_S = \frac{\text{Individual sending rate}}{\text{Link capacity}} = \frac{R_S}{R_S} = \frac{50 \text{ Mbps}}{50 \text{ Mbps}} = 1 \]

所以，每个服务器链路的利用率为 1.00。

因此，服务器链接的利用率是：

\[ \text{The utilization of the server links is: } 1.00 \]

Assuming that the servers are all sending at their maximum rate possible, what are the link utilizations of the shared link (with transmission capacity R)? Enter your answer in a decimal form of 1.00 (if the utilization is 1) or 0.xx (if the utilization is less than 1, rounded to the closest xx). 假设服务器都以可能的最大速率发送，共享链路（传输容量为 R）的链路利用率是多少？以小数形式输入 1.00（如果利用率为 1）或 0.xx（如果利用率小于 1，四舍五入到最接近的 xx）。

Your answer: The utilization of shared link is: [A] 您的答案：共享链接的利用率是：[A]

为了计算共享链路的利用率，我们需要考虑从每个服务器到共享链路的传输速率、共享链路的传输速率，以及每个客户端从共享链路获取数据的传输速率。

1. 服务器的发送速率

每个服务器的发送速率为 $R_S = 50 \text{ Mbps}$。共有四个服务器，因此它们的总发送速率为：

\[ \text{Total sending rate} = 4 \times R_S = 4 \times 50 \text{ Mbps} = 200 \text{ Mbps} \]

2. 共享链路的传输速率

共享链路的传输能力为 $R = 300 \text{ Mbps}$。

3. 链路利用率的计算

共享链路的利用率 $U_R$ 可以用以下公式计算：

\[ U_R = \frac{\text{Total sending rate}}{R} \]

将已知的数值代入：

\[ U_R = \frac{200 \text{ Mbps}}{300 \text{ Mbps}} = \frac{2}{3} \approx 0.67 \]

结论

共享链路的利用率为 0.67，因此你的答案是：

\[ \text{The utilization of the shared link is: } 0.67 \]

Consider the scenario shown below, with four different servers connected to four different clients over four three-hop paths. The four pairs share a common middle hop with a transmission capacity of R = 300 Mbps. The four links from the servers to the shared link have a transmission capacity of RS = 50 Mbps. Each of the four links from the shared middle link to a client has a transmission capacity of RC = 90 Mbps. 考虑下面所示的场景，四个不同的服务器通过四个三跳路径连接到四个不同的客户端。这四对共享一个公共中间跳，传输容量为 R = 300 Mbps。从服务器到共享链路的四个链路的传输容量为 R S = 50 Mbps。从共享中间链路到客户端的四个链路中的每一个的传输容量为 RC = 90 Mbps。 Assuming that the servers are all sending at their maximum rate possible, what are the link utilizations of the client links (with transmission capacity RC)? Enter your answer in a decimal form of 1.00 (if the utilization is 1) or 0.xx (if the utilization is less than 1, rounded to the closest xx). 假设服务器都以可能的最大速率发送，那么客户端链路的链路利用率是多少（传输容量 R C ）？以小数形式输入 1.00（如果利用率为 1）或 0.xx（如果利用率小于 1，四舍五入到最接近的 xx）。

Your answer: The utilization of client link is: [A] 您的答案：客户端链接的利用率是：[A]

服务器到共享链路的最大速率是 $ R_S = 50 , $。

共享链路到客户端的最大速率是 $ R_C = 90 , $。

对于客户端链接的利用率计算，我们需要考虑从共享链路到客户端的传输率限制。因为每个服务器可以在共享链路中达到的最大速率是 $ 50 , $，而客户端的链路速率是 $ 90 , $。

因此，客户端链接的利用率应为：

\[ \text{Utilization} = \frac{R_S}{R_C} = \frac{50 \, \text{Mbps}}{90 \, \text{Mbps}} \approx 0.56 \]

所以，客户端链接的利用率应该是 $ 0.56 $（或 $ 56% $）。

1.5

Knowledge checks 知识检查

Match the function of a layer in the Internet protocol stack to its its name in the pulldown menu. 将 Internet 协议栈中层的功能与其下拉菜单中的名称相匹配。

Question List: 问题清单：

Protocols that are part of a distributed network application. 属于分布式网络应用程序一部分的协议。

Transfer of data between one process and another process (typically on different hosts). 在一个进程和另一进程（通常在不同主机上）之间传输数据。

Delivery of datagrams from a source host to a destination host (typically). 将数据报从源主机传送到目标主机（通常）。

Transfer of data between neighboring network devices. 相邻网络设备之间的数据传输。

Transfer of a bit into and out of a transmission media. 将比特传入和传出传输介质。

Answer List: 答案列表：

A. Link layer 链路层

B. Physical layer 物理层

C. Application Layer 应用层

D. Transport layer 传输层

E. Network layer 网络层

根据给定的问题和答案列表，以下是 Internet 协议栈中各层的功能与名称的匹配：

Protocols that are part of a distributed network application.
匹配: C. Application Layer 应用层

Transfer of data between one process and another process (typically on different hosts).
匹配: D. Transport layer 传输层

Delivery of datagrams from a source host to a destination host (typically).
匹配: E. Network layer 网络层

Transfer of data between neighboring network devices.
匹配: A. Link layer 链接层

Transfer of a bit into and out of a transmission media.
匹配: B. Physical layer 物理层

这是对每个层的功能与名称的正确匹配。如果你有更多问题，欢迎随时提问！

Match the name of an Internet layer with unit of data that is exchanged among protocol entities at that layer, using the pulldown menu. 使用下拉菜单将互联网层的名称与该层协议实体之间交换的数据单元进行匹配。

Question List: 问题清单：

Application layer 应用层

Transport layer 传输层

Network layer 网络层

Link layer 链路层

Physical layer 物理层

Answer List: 答案列表：

A. Segment 部分

B. Bit 少量

C. Frame 框架

D. Datagram 数据报

E. Message 信息

根据互联网协议栈的层次结构，以下是每个层的名称与该层协议实体之间交换的数据单元的匹配：

Application layer 应用层
匹配: E. Message 信息

Transport layer 传输层
匹配: A. Segment 部分

Network layer 网络层
匹配: D. Datagram 数据报

Link layer 链路层
匹配: C. Frame 框架

Physical layer 物理层
匹配: B. Bit 少量

这就是每个互联网层与其交换的数据单元的正确匹配。如果你有其他问题，请随时问我！

Consider the figure below, showing a link-layer frame heading from a host to a router. There are three header fields shown. Match the name of a header with a header label shown in the figure. 考虑下图，显示了从主机到路由器的链路层帧。显示了三个标头字段。将标头名称与图中所示的标头标签相匹配。

Question List: 问题清单：

Header H1 标头 H 1

Header H2 标头 H 2

Header H3 标头 H 3

Answer List: 答案列表：

Transport layer 传输层
Network Layer 网络层
Physical layer 物理层
Application layer 应用层
Link layer 链路层

根据你提供的链接层帧的描述和常见的协议层次结构，以下是每个头部的名称与图中所示的头部标签的匹配：

Header H1
匹配: 5. Link layer 链路层

Header H2
匹配: 2. Network Layer 网络层

Header H3
匹配: 1. Transport layer 传输层

这样每个标头与其对应的协议层就正确匹配了。如果你还有其他问题或需要进一步的帮助，请告诉我！

Which of the definitions below describe what is meant by the term "encapsulation"? 下面哪个定义描述了术语“封装”的含义？

A. Computing the sum of all of the bytes within a packet and placing that value in the packet header field. 计算数据包内所有字节的总和并将该值放入数据包标头字段中。

B.Taking data from the layer above, adding header fields appropriate for this layer, and then placing the data in the payload field of the “packet” for that layer. 从上面的层获取数据，添加适合该层的标头字段，然后将数据放置在该层的“数据包”的有效负载字段中。

C. Determining the name of the destination host, translating that name to an IP address and then placing that value in a packet header field. 确定目标主机的名称，将该名称转换为 IP 地址，然后将该值放入数据包标头字段中。

D. Receiving a “packet” from the layer below, extracting the payload field, and after some internal actions possibly delivering that payload to an upper layer protocol. 从下层接收“数据包”，提取有效负载字段，并在一些内部操作之后可能将该有效负载传递给上层协议。

E. Starting a transport layer timer for a transmitted segment, and then if an ACK segment isn’t received before the timeout, placing that segment in a retransmission queue. 为已传输的段启动传输层计时器，如果在超时之前未收到 ACK 段，则将该段放入重传队列中。

术语“封装”（encapsulation）的定义是：

从上面的层获取数据，添加适合该层的标头字段，然后将数据放置在该层的“数据包”的有效负载字段中。

这种描述准确地反映了封装的过程，即在传输数据时，将高层数据和相关信息打包以便于在网络中传输。

1.6 1.7

Knowledge checks 知识检查

Match the description of a security defense with its name. 将安全防御的描述与其名称相匹配。

Question List: 问题清单：

Specialized “middleboxes” filtering or blocking traffic, inspecting packet contents inspections 专门的“中间盒”过滤或阻止流量、检查数据包内容

Provides confidentiality by encoding contents 通过对内容进行编码来提供机密性

Used to detect tampering/changing of message contents, and to identify the originator of a message. 用于检测消息内容的篡改/更改，并识别消息的发起者。

Limiting use of resources or capabilities to given users. 限制特定用户对资源或功能的使用。

Proving you are who you say you are. 证明你就是你所说的那个人。

Answer List: 答案列表：

Access control 访问控制
Encryption 加密
Digital signatures 数字签名
Authentication 验证
Firewall 防火墙

以下是安全防御描述与其名称的匹配：

专门的“中间盒”过滤或阻止流量、检查数据包内容 - Firewall 防火墙

通过对内容进行编码来提供机密性 - Encryption 加密

用于检测消息内容的篡改/更改，并识别消息的发起者。 - Digital signatures 数字签名

限制特定用户对资源或功能的使用。 - Access control 访问控制

证明你就是你所说的那个人。 - Authentication 验证

Match the networking event with the time frame when the event occurred. 将网络事件与事件发生的时间范围相匹配。

Question List: 问题清单：

Early studies of packet switching by Baran, Davies, Kleinrock. Baran、Davies、Kleinrock 对数据包交换的早期研究。

First ARPAnet node operational. 第一个 ARPAnet 节点投入运行。

Internetting: DARPA researchers connect three networks together. 互联网：DARPA 研究人员将三个网络连接在一起。

The Internet Protocol (IP) is standardized in RFC 791. 互联网协议 (IP) 在 RFC 791 中标准化。

Congestion control is added to the TCP protocol. TCP 协议中增加了拥塞控制。

The WWW starts up (note: the WWW design started at the end of previous decade). WWW 启动（注：WWW 设计始于上个十年末）。

Software-defined networking begins. 软件定义网络开始。

The number wireless Internet-connected devices surpasses the number of connected wired devices. 无线互联网连接设备的数量超过了连接的有线设备的数量。

Answer List: 答案列表：

Late 1960's 20 世纪 60 年代末
Early 1960's 20 世纪 60 年代初
2010 - 2020
1970's 1970 年代
Early 1980's 20 世纪 80 年代初
1990's 20 世纪 90 年代
Late 1980's 20 世纪 80 年代末
2000-2010

以下是网络事件与事件发生时间范围的匹配：

Baran、Davies、Kleinrock 对数据包交换的早期研究。 - Early 1960's 20 世纪 60 年代初

第一个 ARPAnet 节点投入运行。 - Late 1960's 20 世纪 60 年代末

互联网：DARPA 研究人员将三个网络连接在一起。 - 1970's 1970 年代

互联网协议 (IP) 在 RFC 791 中标准化。 - Early 1980's 20 世纪 80 年代初

TCP 协议中增加了拥塞控制。 - Late 1980's 20 世纪 80 年代末

WWW 启动（注：WWW 设计始于上个十年末）。 - 1990's 20 世纪 90 年代

软件定义网络开始。 - 2000-2010

无线互联网连接设备的数量超过了连接的有线设备的数量。 - 2010 - 2020

Chapter1

Chapter 1

1.1

Knowledge checks 知识检查

1.2

Knowledge checks 知识检查

1.3

Knowledge checks 知识检查

网络分析与多路径组合

可能的连接路径

最大连接数的计算

结论

解释：

为什么不选其他选项：

1. 情况 A：每个用户平均产生 0.21 Mbps 的流量，传输时产生 15 Mbps 的流量

2. 情况 B：每个用户平均产生 2 Mbps 的流量，传输时产生 2 Mbps 的流量

3. 情况 B：每个用户平均产生 2.1 Mbps 的流量，传输时产生 15 Mbps 的流量

总结

1.4

Knowledge checks 知识检查

服务器链接的利用率计算

1. 服务器的发送速率

2. 共享链路的传输速率

3. 链路利用率的计算

结论

1.5

Knowledge checks 知识检查

1.6 1.7

Knowledge checks 知识检查