計算機網絡:複習題

列出6種接入技術。將他們分類爲住宅接入、公司接入或廣域無線接入。

接入網(access network)是指將端系統連接到其邊緣路由器(edge router)的物理鏈路。

邊緣路由器是端系統到任何其他遠程端系統的路徑上的第一臺路由器。

  1. 家庭接入:
  • 數字用戶線(Digital Subscriber Line,DSL):用戶的本地電話公司爲 ISP。
  • 電纜因特網接入(cable Internet access):有線電視公司爲 ISP。
  • 光纖到戶(Fiber To The Home,FTTH):本地中心局爲 ISP。
  • 傳統電話線的撥號接入:與 DSL 基於相同的模式。
  • 衛星鏈路:衛星接入提供商爲 ISP。
  • 以太網
  • Wifi
  1. 企業接入:
  • 以太網:以太網用戶使用雙絞銅線與一臺以太網交換機相連,以太網交換機或這樣相連的交換機網絡再與更大的因特網相連。
  • Wifi:無線用戶從一個接入點發送或接收分組,且必須位於接入點的幾十米範圍內,接入點再與企業網連接(很可能是以太網)。
  1. 廣域無線接入:
  • 3G:與 Wifi 不同的是,一個用戶僅需要位於基站的數萬米範圍內。
  • LTE
  • 4G

描述今天最爲流行的無線因特網接入技術。對它們進行比較和對照。

  1. Wifi

WIFI 是短距離的高速無線網絡傳輸,可不用手機卡。它的使用有一定的距離範圍,比如距離發射地點不能超過幾十米等,距離過遠信號就會不穩,甚至連接不上。

  1. 4G

4G 可以認爲是遠距離的高速網絡,它是2G、3G後的新一代產物,但手機必須插上手機卡(此卡需支持4G)且無欠費才能正常使用。4G的網絡傳輸速度很快,所以使用時最好包月,否則話費較高。


與分組交換相比,電路交換有哪些優點?在電路交換網絡中,TDM 比 FDM 有哪些優點?

電路交換網絡爲連接方預留了寬帶,能確保維持一個恆定的傳輸速率。而目前的大多數分組交換網絡不能做任何的端到端的帶寬保證。但是分組交換提供了比電路交換更好的帶寬共享,而且比電路交換更簡單,更有效。

FDM需要複雜的模擬硬件來將信號轉換到適當的頻帶。傳統模擬 FDM 信號,如果要分離出每個不同的單獨信號,需要多個濾波器,才能實現。


爲什麼等級結構中級別相同的兩個 ISP 通常互相對等?某 IXP 是如何掙錢的?

客戶 ISP 向它們的提供商 ISP 付費以獲得全球因特網互聯能力。客戶 ISP 支付給提供商 ISP 的費用數額反映了它通過提供商交換的流量。爲了減少這些費用,位於相同等級結構層次的鄰近一對 ISP 能夠對等(peer),這就是說,能夠直接將它們的網絡連到一起,通常不進行結算,即任一個 ISP 不向其對等付費。

如果兩個 ISP 不相互對等,那麼當它們彼此發送流量時,它們必須通過提供商 ISP(中間人)發送流量,他們必須爲承載流量而付費。通過直接對等,兩個 ISP 可以減少對其提供商 ISP 的支付。

沿着這些相同的路線,第三方公司創建了一個因特網交換點(Internet Exchange Point,IXP)(通常在一個有自己的交換機的獨立建築物中),IXP 是一個匯合點,多個 ISP 能夠在這裏共同對等。IXP 通過向連接到 IXP 的每個 ISP 收取相對較小的費用來賺錢,這可能取決於從 IXP 發送或接收的流量。


病毒和蠕蟲之間有什麼不同?

  1. 病毒

病毒需要某種形式的人際互動來傳播,是需要用戶交互來感染用戶設備的惡意軟件。經典示例:電子郵件病毒。

  1. 蠕蟲

無需用戶交互。受感染主機中的蠕蟲自動掃描 IP 地址和端口號,查找易受感染、易受攻擊的進程。


描述如何產生一個殭屍網絡,以及殭屍網絡是怎樣被用於 DDos 攻擊的。

攻擊者在某些應用程序或系統中發現漏洞,找到漏洞後,攻擊者需要掃描易受攻擊的主機,並利用該特定漏洞來破壞一系列系統,以傳播殭屍程序,被感染的主機可以自動掃描其環境中易受攻擊的主機並傳播殭屍程序。

攻擊者通過各種途徑傳播殭屍程序感染互聯網上的大量主機,而被感染的主機將通過一個控制信道接收攻擊者的指令,在控制者和被感染主機之間所形成的一個可一對多控制的網絡,這被稱爲殭屍網絡。

控制者可以控制大量主機用來發動 DDos 攻擊。例如,攻擊者可以命令殭屍網絡中的所有節點向目標發送 TCP SYN 消息,形成 TCP SYN 泛洪攻擊。


爲什麼 HTTP、SMTP 及 POP3 都運行在 TCP 上,而不是 UDP 上?

HTTP:超文本傳輸協議
SMTP:簡單郵件傳輸協議
POP3:第三版的郵局協議(郵件訪問協議)

與這些協議相關聯的應用程序都需要可靠傳輸服務。TCP提供此服務,而UDP則不提供此服務。


假定 Alice 使用一個基於Web 的電子郵件賬戶(例如 Hotmail 或 Gmail)向 Bob 發送報文,而 Bob 使用 POP3 從他的郵件服務器訪問自己的郵件。討論該報文是如何從 Alice 主機到 Bob 主機的。要列出在兩臺主機間移動該報文時所使用的各種應用層協議。

郵件首先從 Alice 的主機通過 HTTP 發送到她的郵件服務器。然後 Alice 的郵件服務器通過 SMTP 將消息發送給 Bob 的郵件服務器。Bob 再通過 POP3 將郵件從他的郵件服務器傳輸到他的主機。


DNS 實驗

域名系統(Domain Name System, DNS)的主要任務是進行主機名到 IP 地址轉換的目錄服務。

DNS 是:一個由分層的 DNS 服務器(DNS server)實現的分佈式數據庫;一個使得主機能夠查詢分佈式數據庫的應用層協議。

DNS 服務器通常是運行 BIND(Berkeley Internet Name Domain)軟件的 UNIX 機器。DNS 協議運行在 UDP 之上,使用 53 號端口。

DNS 提供的重要服務:主機別名(host aliasing)、郵件服務器別名(mail server aliasing)、負載分配(load distribution)。

從理論上講,任何 DNS 查詢既可以是迭代的也可以是遞歸的。

  1. 從請求主機到本地 DNS 服務器的查詢是遞歸的,其餘的查詢是迭代的

在這裏插入圖片描述

主機 cis.poly.edu 首先向它的本地 DNS 服務器 dns.poly.edu 發送一個 DNS 查詢報文。該報文中含有被轉換的主機名 gaia.cs.umass.edu。本地 DNS 服務器將該報文轉發到根 DNS 服務器。該根 DNS 服務器注意到其 edu 前綴並向本地 DNS 服務器返回負責 edu 的 TLD 的 IP 地址列表。該本地 DNS 服務器則再次向這些 TLD 服務器之一發送查詢報文。該 TLD 服務器注意到 umass.edu 前綴,並用權威 DNS 服務器的 IP 地址進行響應,該權威 DNS 服務器是負責馬薩諸塞大學的 dns.umass.edu。最後,本地 DNS 服務器直接向 dns.umass.edu 重發查詢報文,dns.umass.edugaia.cs.umass.edu 的 IP 地址進行響應。

  1. 所有的查詢都是遞歸的

在這裏插入圖片描述

DNS 緩存:在一個請求鏈中,當某 DNS 服務器接收一個 DNS 回答(例如,包含主機名到IP地址的映射)時,它能將該回答中的信息緩存在本地存儲器中。DNS 緩存(DNS caching)可以改善時延性能並減少在因特網上到處傳輸的 DNS 報文數量。


反碼

  1. 假定你有下列兩個字節:01011100 和 01100101。這兩個字節之和的反碼是什麼?

01011100
01100101
————————
11000001

反碼:00111110

  1. 假定你有下列兩個字節:11011010 和 01100101。這兩個字節之和的反碼是什麼?

11011010
01100101
————————
00111111+1:加法有溢出,要被回捲
01000000

反碼:10111111

  1. 對於(1)中的字節,給出一個例子,使得這2個字節中的每一個都在一個比特反轉時,其反碼不會改變。

01010100
01101101
————————
11000001

反碼:00111110

01011101
01100100
————————
11000101

反碼:00111010


畫出 rdt3.0 協議中接收方和發送方的有限狀態機(Finite-State Machine,FSM)

  1. rdt3.0 接收方

在這裏插入圖片描述

  1. rdt3.0 發送方

在這裏插入圖片描述


IP 地址 223.1.3.27 的32比特二進制等價形式是什麼?

11011111.00000001.00000011.00011011


考慮下面的網絡。對於標明的鏈路開銷,用 Dijkstra 的最短路算法計算出從 x 到所有網絡節點的最短路徑。通過計算一個表,說明該算法是如何工作的。

在這裏插入圖片描述

步驟 N’ D(y),p(y) D(z),p(z) D(u),p(u) D(v),p(v) D(w),p(w) D(t),p(t)
1 x 6,y 8,z oo 3,v 6,w oo
2 xv 6,y 8,z 6,v 3,v 6,w 7,v
3 xvy 6,y 8,z 6,v 3,v 6,w 7,v
4 xvyw 6,y 8,z 6,v 3,v 6,w 7,v
5 xvywu 6,y 8,z 6,v 3,v 6,w 7,v
6 xvywut 6,y 8,z 6,v 3,v 6,w 7,v
7 xvywutz 6,y 8,z 6,v 3,v 6,w 7,v

D(v):到算法的本次迭代,從源節點到目的節點 v 的最低費用路徑的費用。
p(v):從源到 v 沿着當前最低費用路徑的前一結點(v 的鄰居)。
N’:結點子集。(每次選擇最短的一條邊的結點加入子集)


習題參考:https://blog.csdn.net/one_of_a_kind/article/category/8024191

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