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一 第一章
1、基础概念
(1)服务:某一层向它的上一层提供的一组原语(操作)。服务是垂直
的。
(2)协议:是一组规则,规定了同一层上对等实体之间所交换的数据包或
者报文的格式和含义。协议是水平的。
(3)OSI 参考模型
(4)TCP/IP 参考模型
(5)本书使用的模型

(6)OSI 参考模型与 TCP/IP 参考模型的比较
① 共同点:两者都以协议栈概念为基础,并且协议栈中的斜体彼此相互独
立;两者各层的功能也大致相似。
② 不同点:
OSI 模型明确区分了服务、接口和协议的概念;先于协议产生,更具通用
性;其网络层同时支持无连接和面向连接的通信,传输层只支持面向连接的通
信;模型、协议和采用都因政策及复杂性陷入困境。
TCP/IP 模型,协议与模型高度吻合,但并不适合 TCP/IP 之外的任何其他
协议栈;其网络层只支持一种模式(无连接),传输层同时支持两种通信模
式;没有明确区分服务、接口和协议的概念;缺乏通用性;链路层并不是通常
意义上的一层;没有区分物理层和数据链路层。
2、进阶
结合新的需求(移动互联网、物联网 IoT、未来网络、内容分发网络
CDN、软件定义网络 SDN 等),研究参考模型的发展趋势。
未来网络,又称后 IP 网络,设计方法有 clean slate VS. dirty slate。
(1)内容分发网络(CDN)
CDN 是在现有的互联网基础之上构成的一层智能虚拟网络,CDN 系统通
过放置在网络各处的节点服务器,能够实时地根据网络流量和各节点的连接、
负载状况以及到用户的距离和响应时间等综合信息,将用户的请求重新导向离
用户最近的服务节点上。其目的是使用户可就近取得所需内容,解决 Internet
网络拥挤的状况,提高用户访问网站的响应速度。
简言之,CDN 是一个经策略性部署的整体系统,包括分布式存储、负载均
衡、网络请求的重定向和内容管理 4 个要件,而内容管理和全局的网络流量管
理是 CDN 的核心所在。其关键技术包括内容发布、内容路由、内容交换和性
能管理。
(2)软件定义网络(SDN)
SDN 是一种软件集中控制、网络开放的新型网络创新架构,是网络虚拟化
的一种实现方式,其核心技术 OpenFlow 通过将网络设备控制面与数据面分离
开来,从而实现网络流量的灵活控制,简化网络配置、管理。SDN 最主要的特
征就是数据转发和控制分离,同时还具有网络虚拟化和开放接口等特征。弹性
云架构、动态资源分配、移动计算和虚拟机都需要 SDN。图 1 是 SDN 的三层
体系架构。

应用层实现对网络业务的呈现和网络模型的抽象;控制层实现网络操作系
统功能,集中管理网络资源;基础设施层(又称转发层)实现分组交换功能。
应用层与控制层之问的北向接口(应用-控制平面接口)是网络开放的核心,实
现上层业务应用对底层资源的调用;基础设施层与控制层之间的南向接口(数
据-控制平面接口)是物理设备控制器信号传输的通道,实现对设备的管控。
(3)未来网络的相关项目
GENI 一方面致力于打造为研究未来网络技术提供支持的全球性可编程实验
设施,另一方面则以 NSF 既有资助项目为其研究计划的主要资助目标。而
FIND 主要以应用(App lication)、能力(Capab ility)和技术(Techno logy)三
大方向为研究主线,强调对于核心基础设施、数据网格、传感器网络、嵌入式
网络以及数字在线等应用的研究,突出提升以服务为中心的下一代网络的安全
性、移动性、扩展性和自治性,并将在底层充分结合光学、无线以及传感器等
技术进行创新研究与发展,广泛覆盖 GENI 的研究领域,为 GENI 的积极推进
提供了有力的支撑。
CNGI 本质上着力于建设以 IPv6 为核心业务支撑的下一代网络应用示范环
境,其中包括了新一代可信任互联网标准体系、真实地址寻址和可扩展路由等
重要内容。高可信网络是以构建新的网络体系结构为目标,强调安全、可信和
三网融合,着重突出了对于具有高可扩展性、兼容性和原创性的新一代高可信
网络的体系结构的研究方向。

通过比较可见,GENI、FIND 试图从根本上构建全新的网络体系结构,从而解
决现有 Internet 的各种缺陷。而 CNGI 和高可信网络则是考虑既有条件,在现
有网络基本结构上进行改革,更具有历史连续性和现实可操作性。
二 第四章
4、一大群 ALOHA 用户每秒钟产生 50 个请求,包括原始的请求和重传的请求。时间
槽单位为 40 毫秒。
(a)试问:第一次发送成功的机会是多少?
(b)试问:恰好 k 次冲突之后成功的概率是多少?
(c)试问:所需传输次数的期望值是多少?
答案一:(a)取 G 2,根据泊松分布公式
Pr [ k ]=
G
k
e
−G
k !
,可得几率为
e
−2
(b)
(1−e
−G
)
k
e
−G
=0 . 135×0 . 865
k
(c)传输次数的期望值:
E=e
G
=7 . 4
答案二:a)请求频率 50/s。G = 40ms*50/s=2,根据泊松分布第一次发送成功的概
率是 e^(-2),课本 205 公式 Pk=....。
b)同上题公式,
c)课本 205 期望值公式 E=...e^G = 7.4
7、在一个使用基本位图协议的局域网中,最坏的情况下一个站(比如 s)要等多久才
可以传输它的帧?
解:假设每个数据帧由 d 个时间单位构成,共有 N 帧。最糟糕的是所有的站都要发送
数据,而下一站 s 是最低编号的站,排在槽的末位,等待时间为 Nbit 的竞争时间+(N-
1)*d bit 的祯传输时间。总共 N+(N-1)d bit
8、在二进制倒计数协议中,试问为什么一个编号较低的站有可能得不到发送数据包
的机会?
解:如果编号较高的站和一个编号较低的站同时有数据报要发送,编号较高的站总能
优先得到发送的机会。根据这样的前提,若有编号较高的站点一直持续地发送数据
报,那么一个编号较低的站就得不到发送数据报的机会。
9、编号为 1~16 的 16 个站使用自适应树遍历协议来竞争一个共享信道。如果所有站
的地址预先设定,并且突然一次就绪,试问解决竞争需要多少个比特槽?
10、考虑 5 个无线站:A,B,C,D 和 E.站 A 可与所有其他站通信。B 可以与 A,C 和 E 通
信。C 可以与 A,B 和 D 通信。D 可以与 A,C 和 E 通信,E 可以与 A,D 和 B 通信。
(1)、当 A 给 B 发送时,试问可能进行的其他通信是什么。
(2)当 B 给 A 发送时,试问可能进行的其他通信是什么?
(3)当 B 给 C 发送时,试问可能进行的其他通信是什么?
解:
(1)、当 A 给 B 发送数据时,因为通过广播向 B 发送数据,则能与 A 通信的 C,D,E
都能收到数据,不存在其他站能接收另一个站数据的情况,所以不存在其他通信。
(2)当 B 给 A 发送数据时,B 通过广播发送数据,能与 B 通信的 C 和 E 都接收数
据,而只有 D 处于空闲状态,没有接收数据。而 D 可以与 A,C 和 E 通信,又因为 A 与
B 正在通信,所以存在其他的通信:C 和 E 发送给 D 的通信。
(3)当 B 给 C 发送数据时,B 通过广播发送数据,能与 B 通信的 A 和 E 都接收数
据,而只有 D 处于空闲状态,没有接收数据。而 D 可以与 A,C 和 E 通信,又因为 B 与
C 正在通信,所以存在其他通信:D 作为数据接收方,A,E 发送数据给 D。
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