A. 一個關於計算機網路的問題：一個通過乙太網傳送的IP分組有60位元組長，其中包含所有的頭部。
最小以太幀有64位元組長，包括幀頭部的目的地址、源地址、類型/長度和校驗和。由於頭部佔18位元組長，IP分組佔60位元組長，總的幀長度是78位元組，這超過了64位元組的最小幀長。因此，不需要填充。
B. 關於計算機網路技術中一個關於交換機的理論性問題
一、網路交換技術發展歷程
1．電路交換技術
網路交換技術共經歷了四個發展階段，電路交換技術、報文交換技術、分組交換技術和ATM技術。公眾電話網（PSTN網）和移動網（包括GSM網和CDMA網）採用的都是電路交換技術，它的基本特點是採用面向連接的方式，在雙方進行通信之前，需要為通信雙方分配一條具有固定帶寬的通信電路，通信雙方在通信過程中將一直佔用所分配的資源，直到通信結束，並且在電路的建立和釋放過程中都需要利用相關的信令協議。這種方式的優點是在通信過程中可以保證為用戶提供足夠的帶寬，並且實時性強，時延小，交換設備成本較低，但同時帶來的缺點是網路的帶寬利用率不高，一旦電路被建立不管通信雙方是否處於通話狀態，分配的電路都一直被佔用。
2．分組交換技術
電路交換技術主要適用於傳送和話音相關的業務，這種網路交換方式對於數據業務而言，有著很大的局限性。首先數據通信具有很強的突發性，峰值比特率和平均比特率相差較大，如果採用電路交換技術，若按峰值比特率分配電路帶寬則會造成資源的極大浪費，如果按照平均比特率分配帶寬，則會造成數據的大量丟失。其次是和語音業務比較起來，數據業務對時延沒有嚴格的要求，但需要進行無差錯的傳輸，而語音信號可以有一定程度的失真但實時性一定要高。分組交換技術就是針對數據通信業務的特點而提出的一種交換方式，它的基本特點是面向無連接而採用存儲轉發的方式，將需要傳送的數據按照一定的長度分割成許多小段數據，並在數據之前增加相應的用於對數據進行選路和校驗等功能的頭部欄位，作為數據傳送的基本單元即分組。採用分組交換技術，在通信之前不需要建立連接，每個節點首先將前一節點送來的分組收下並保存在緩沖區中，然後根據分組頭部中的地址信息選擇適當的鏈路將其發送至下一個節點，這樣在通信過程中可以根據用戶的要求和網路的能力來動態分配帶寬。分組交換比電路交換的電路利用率高，但時延較大。
3．報文交換技術
報文交換技術和分組交換技術類似，也是採用存儲轉發機制，但報文交換是以報文作為傳送單元，由於報文長度差異很大，長報文可能導致很大的時延，並且對每個節點來說緩沖區的分配也比較困難，為了滿足各種長度報文的需要並且達到高效的目的，節點需要分配不同大小的緩沖區，否則就有可能造成數據傳送的失敗。在實際應用中報文交換主要用於傳輸報文較短、實時性要求較低的通信業務，如公用電報網。報文交換比分組交換出現的要早一些，分組交換是在報文交換的基礎上，將報文分割成分組進行傳輸，在傳輸時延和傳輸效率上進行了平衡，從而得到廣泛的應用。
4．ATM技術
分組交換技術的廣泛應用和發展，出現了傳送話音業務的電路交換網路和傳送數據業務的分組交換網路兩大網路共存的局面，語音業務和數據業務的分網傳送，促使人們思考一種新的技術來同時提供電路交換和分組交換的優點，並且同時向用戶提供統一的服務，包括話音業務、數據業務和圖像信息，由此在20世紀80年代末由原CCITT提出了寬頻綜合業務數字網的概念，並提出了一種全新的技術——非同步傳輸模式（ATM）。ATM技術將面向連接機制和分組機制相結合，在通信開始之前需要根據用戶的要求建立一定帶寬的連接，但是該連接並不獨占某個物理通道，而是和其他連接統計復用某個物理通道，同時所有的媒體信息，包括語音、數據和圖像信息都被分割並封裝成固定長度的分組在網路中傳送和交換。ATM另一個突出的特點就是提出了保證QoS的完備機制，同時由於光纖通信提供了低誤碼率的傳輸通道，所以可以將流量控制和差錯控制移到用戶終端，網路只負責信息的交換和傳送，從而使傳輸時延減少，ATM非常適合傳送高速數據業務。從技術角度來講，ATM幾乎無懈可擊，但ATM技術的復雜性導致了ATM交換機造價極為昂貴，並且在ATM技術上沒有推出新的業務來驅動ATM市場，從而制約了ATM技術的發展。目前ATM交換機主要用在骨幹網路中，主要利用ATM交換的高速和對QoS的保證機制，並且主要是提供半永久的連接。
二、電路交換技術和分組交換技術的融合
1．綜合交換機技術
雖然ATM技術沒有讓人們實現「綜合業務」的夢想，但人們一直在尋找一種途徑試圖實現在一個網路上提供各種業務，電信運營商也希望能夠充分利用現網資源，盡量為用戶提供豐富的業務。首先提出的技術就是綜合交換機技術，主要是通過對現有的電路交換網路進行改造，來達到同時支持電路交換和寬頻交換（包括ATM交換和IP交換）的目的。許多廠家也先後開發了綜合交換機，並且相關的行業標准《綜合交換機技術規范》也已經制定和頒布。綜合交換機具有窄帶交換機的功能，同時還要具有寬頻交換機的功能。目前的綜合交換機的實現方式主要有兩種：一種是採用混合交換節點的方式，在交換機內部配置有多個獨立交換矩陣，即電路交換矩陣、ATM和IP分組交換模塊，傳統的PSTN呼叫還主要由電路交換模塊進行處理，和寬頻相關的業務則交由寬頻分組處理模塊進行處理，當兩個模塊之間需要交互時需要進行協議轉換。另一種是採用融合交換節點的方式，綜合交換機內部基本上只有一個單一的ATM或IP交換矩陣，例如上海貝爾的寬頻交換機S12 P3S即直接採用ATM技術作為核心交換技術，所有的媒體信息都轉換成ATM信元在交換機內部進行處理，對外則同時支持電路交換網、ATM網和IP網。採用融合方式的綜合交換機由於內部已改為統一的交換平台，在靈活快速的業務部署方面有很大的優勢。綜合交換機由於綜合多種功能，所以造價也比較高，主要用在業務量較大的關口局和端局，不適合全網推行。
2．IP電話技術
綜合交換機主要是採用對電路交換機進行改造的方式來支持分組交換的方式，在探索電路交換技術和分組交換技術融合的過程中，人們同時也希望能夠利用分組網路來傳送話音業務，此時基於Web應用的出現，Internet網路以驚人的速度發展起來，並最終發展成為一個全球性的網路，人們使用Internet網路來得到各種服務。Internet網路是基於IP技術，屬於分組交換技術，採用盡力而為的方式，對每個分組根據路由信息和網路情況獨自進行傳輸和選路。Internet網路主要用來傳送數據業務，伴隨著Internet的巨大成功，已使IP技術成為未來信息網路的支柱技術，基於TCP/IP的網路技術不僅成為傳送數據業務的主導技術，而且傳統的電信運營商開始嘗試使用IP技術來傳送話音業務。現在傳統的電信運營商一般都組建了自己的IP網路，除了在IP網路上提供目前利潤相對較低的數據業務之外，運營商希望能夠充分利用現有資源向用戶提供豐富的業務，最主要的是話音業務，目前話音業務仍然屬於運營上最主要的收入來源，最早出現的在分組網上傳送語音業務的應用就是IP電話技術。
IP電話技術目前已經成為人們比較熟悉的業務，主要採用H.323系列協議，包括負責呼叫建立的信令協議H.225和負責建立媒體通道的H.245協議，語音業務採用RTP分組的方式在IP網中進行傳輸。IP電話的語音質量雖然沒有傳統電路交換網向用戶提供的語音質量高，但H.323協議被普遍認為是目前在分組網上支持語音、圖像和數據業務最成熟的協議，目前在IP電話領域得到廣泛應用。世界上有很多利用H.323協議組建的VoIP網路正在運營。但H.323的有些缺點也很明顯。首先，H.323協議中的呼叫控制信令是以Q.931為基礎的。Q.931協議是一種基於UNI介面的協議，協議本身比較簡單，沒有關於NNI介面的定義。這在專用網內實現計算機－計算機的呼叫沒有問題，但要提供全國性業務及PSTN-to-PSTN連接則必須依賴NNI介面。其次，H.323網路中使用的是集中式的網關，網關要同時處理媒體流和信令流，在處理能力上也限制了H.323網路的發展。目前，ITU-T借鑒IETF相關規范的經驗，在進一步擴展和修訂H.323系列協議。另外，和SIP相比較，H.323協議的可擴展性較差，並且為了在H.323網路提供類似在電路交換網路上向用戶提供的業務，許多廠家都對H.323協議進行了擴展，所以不同廠家的H.323設備之間的互聯也是一個H.323網路發展所面臨的一個重要問題。
但是IP電話的成功應用和相當程度的市場佔有份額讓人們看到業務融合的曙光，人們逐漸認識在分組網上可以傳送話音業務，並且可以達到較為理想的通信效果。並且分組交換具有很多潛在的性能優點，一個優點是高效利用傳輸通道的通信能力，尤其是對突發傳輸更是如此。盡管語音所表現出的突發性沒有互動式數據那麼突出，但還是以突發期/靜音期的方式表現出一定的突發性。平均突發期的長度取決於所使用的靜音偵測器，在典型的電話交談中，單個語音源只有大約35-45%的時間里是活動的。另外一個優點是統計復用，這樣呼叫阻塞是所需平均帶寬，而不是峰值帶寬的函數。因此在傳輸控制，計費等方面的可以更靈活。正因為這些優點，網際網路語音應用，尤其是IP電話，已經成為「三網合一」大潮中最引人注目的應用之一。
三、軟交換技術
隨著IP電話技術的發展，通信業內基本上達成了未來電信網路的核心將採用分組交換技術的共識，並且在這種共識之下，針對目前IP電話技術所存在的缺點從技術角度進行了改進，首先是將網關呼叫控制和媒體交換的功能相分離，並最終提出了軟交換的概念。軟交換技術雖然仍然採用分組網路作為承載網路，但是從技術角度來講，軟交換技術仍然可以看作是交換技術發展的又一個里程碑。傳統的電路交換和分組交換網路在每個網路節點上都集中了太多的智能，在電路交換網路中，網路節點不僅要負責呼叫控制，處理所有和呼叫相關的信息，同時還需要負責進行話音通路的建立，同時，在電路交換網路中，許多業務都需要在網路節點上配置相關的業務邏輯，目前許多業務都需要在端局上作數據，這樣也制約了業務的及時提供。在以H.323網路為代表的分組交換網路中，如上所述網關設備也需要同時進行呼叫控制和媒體流的建立，分組的處理時延較長並且對網路節點的要求也比較高。軟交換技術提出的一個新的概念就是將呼叫控制、承載建立、業務邏輯相分離，各實體之間通過標準的協議進行連接和通信，在網上可更加靈活地提供業務。其中的軟交換設備實際上是一個基於軟體的分布式交換/控制平台，是實現傳統程式控制交換機「呼叫控制」功能的實體。它將呼叫控制功能從傳統的網關中分離出來，公開業務、控制、接入和交換間的協議，從而真正實現多廠家的網路運營環境，並可方便地引入多種業務。
採用軟交換技術組建電信網路正在從試驗階段走向商用階段，國內外的各個運營商都對軟交換技術傾注了極大的熱情，希望能夠利用軟交換技術來達到拓展業務種類、增加市場份額的目的。從標準的角度來講，國內外的標准機構都在加緊制定和軟交換技術相關的一系列技術規范，標准上不僅將軟交換技術作為固定網路發展的核心技術，而且移動網路也將軟交換技術作為未來網路的核心技術。軟交換技術從提出、發展到完善和成熟，還需要經歷技術的考驗和市場的考驗。但從技術的角度來講，軟交換技術的提出有著深厚的歷史背景和技術背景，可以預見，軟交換技術必定會成為未來網路發展過程中一個重要技術。【希望採納】
C. 計算機網路阻塞是什麼意思
在計算機術語里一般稱為擁塞，即網路阻塞。
Congestion 擁塞： 當某一通信子網中某一部分的分組數量過多，使得該部分網路來不及處理，以致引起這部分乃至整個網路性能下降的現象，嚴重時甚至會導致網路通信業務陷入停頓，即出現死鎖現象。使得通過網路發送的數據包由於網路中充塞著數據包而經歷極長延遲的情況。如果協議軟體不能檢測擁塞和減少包的發送率，那麼網路就會因擁塞而癱瘓 。
擁塞是一種持續過載的網路狀態，此時用戶對網路資源（包括鏈路帶寬、存儲空間和處理器處理能力等）的需求超過了固有的容量。就Internet的體系結構而言，擁塞的發生是其固有的屬性。因為在事先沒有任何協商和請求許可機制的資源共享網路中，幾個IP分組同時到達路由器，並期望經同一個輸出埠轉發的可能性是存在的，顯然，不是所有分組可以同時接受處理，必須有一個服務順序，中間節點上的緩存為等候服務的分組提供一定保護。然而，如果此狀況具有一定的持續性，當緩存空間被耗盡時，路由器只有丟棄分組，才能保證網路避免出現鎖死狀況出現。
D. 計算機網路之RDMA技術（七）Queue Pair
姓名：周肇星；學號：22011110028；學院：通信工程學院
部分素材取自 https://zhuanlan.hu.com/p/195757767
【嵌牛導讀】RDMA技術全稱遠程直接數據存取，就是為了解決網路傳輸中伺服器端數據處理的延遲而產生的。RDMA通過網路把資料直接傳入計算機的存儲區，將數據從一個系統快速移動到遠程系統存儲器中，而不對操作系統造成任何影響，這樣就不需要用到多少計算機的處理功能。它消除了外部存儲器復制和上下文切換的開銷，因而能解放內存帶寬和CPU周期用於改進應用系統性能。本專題將針對RDMA技術進行介紹！
【嵌牛鼻子】計算機網路，高性能網路，RDMA
【嵌牛提問】讀完本文，對RDMA技術的QP概念有所認識了嗎？
【嵌牛正文】
InfiniBand specification R1.3, Chapter3, 3.2.1, Page 98【QP與相關元素的概念】
InfiniBand specification R1.3, Chapter3, 3.5.1, Page 108【QP與相關元素的概念】
InfiniBand specification R1.3, Chapter3, 3.5.10, Page 117【QPN、QP0、QP1的概述】
InfiniBand specification R1.3, Chapter3, 3.7.5.1, Page 137【SMI使用QP0】
InfiniBand specification R1.3, Chapter3, 3.7.5.2, Page 138【GSI使用QP1】
InfiniBand specification R1.3, Chapter3, 3.8, Page 139【QP包含SQ與RQ】
InfiniBand specification R1.3, Chapter3, 3.8, Page 139【通道適配器對WQE的處理與數據的收發】
InfiniBand specification R1.3, Chapter3, 3.9, Page 143【GSI模型具體描述】
InfiniBand specification R1.3, Chapter3, 3.9.4, Page 145【QP0限定為無連接的數據報服務類型】
InfiniBand specification R1.3, Chapter3, 3.9.5, Page 147【QP1限定為無連接的數據報服務類型】
InfiniBand specification R1.3, Chapter3, 3.9.5.1, Page 147【允許QP1重定向的原因與機制】
根據IB協議中的描述，QP是硬體和軟體之間的一個虛擬介面。QP由一個發送隊列SQ與接收隊列RQ組成，SQ與RQ均是隊列結構，按順序存儲著軟體給硬體下發的任務（WQE），WQE中包含從哪裡取出多長的數據，並且發送給哪個目的地等等信息
通道適配器硬體接收到WQE後，讀取WQE、並解析其中的命令，驗證WQE的虛擬地址，將其轉換為物理地址，並訪問對應的數據。數據可通過一個或切分成多個數據包被傳輸出去，通道適配器為每個數據包添加一個傳輸頭，如果目標位於其它子網上，則再添加上網路頭部，隨後添加本地路由頭、並計算效驗和
當數據到達目的節點時，驗證校驗和後，傳輸頭指出了目標QP，通道適配器通過該QP的QP Context檢查數據包是否來自正確的源端。對於SEND操作，QP從其接收隊列中取出WQE，從中檢索接收緩存區的虛擬地址、並轉換成接收物理地址，將數據寫入相應的位置，如果這不是消息的最後一個包，QP則在其QP Context中保存當前寫的位置，並等待下一個包，然後繼續寫入緩存區，直至接收到最後一個包，然後該接收WQE退役，並向源端發送ACK確認
當發起者收到確認時，它會在CQ上創建一個CQE，並將WQE從發送隊列中退出。一個QP可以在任何時候有多個未完成的消息，但接收端總是按照發送的順序進行確認，因此WQE會按發送的順序退役
對於可靠的服務類型，如果QP檢測到一個或多個丟失的數據包，它會向發送者發送一條NAK消息指示其下一個預期的序列號。然後發起者可以從預期的數據包開始重新發送
每個QP間都是獨立的，彼此通過PD隔離，因此一個QP可以被視為某個用戶獨占的一種資源，一個用戶也可以同時使用多個QP
QP有很多種服務類型，包括RC、UD、RD和UC等，所有的源QP和目的QP必須為同一種類型才能進行數據交互
雖然IB協議將QP稱為「虛擬介面」，但是它是有實體的：
QP Number簡稱為QPN，就是每個QP的編號。IB協議中規定用24個bit來表示QPN，即每個節點最大可以同時使用2^24個QP，每個節點都各自維護著QPN的集合，由通道適配器分配，相互之間是獨立的，即QPN編號在各節點內唯一、不同的節點上可以存在編號相同的QP
編號為0的QP用於子網管理介面SMI（Subnet Management Interface），用於管理子網中的全部節點
子網管理器使用通過QP0發送、接收被稱為子網管理報文SMP（Subnet Management Packet）的特殊類型的MAD（Management Datagram）報文（並僅發送接收SMP，其餘數據無效）
並且QP0被永久配置為不可靠的數據報的服務類型
編號為1的QP用於通用服務介面GSI（General Service Interface）
GSI使用QP1進行初始通信，但允許對特定類的流量重定向到特權QP上，這是因為所有管理類數據包都進入同一隊列，將導致瓶頸問題、線頭阻塞現象，因此設計了重定向到其它QP的機制。當通道適配器接收到QP1上的GMP報文時，它可能會響應為一個指示新埠和QP的重定向響應，然後發起者將請求重新發送到新地址，並將該地址用於同一管理類的所有後續請求
並且QP1被永久配置為不可靠的數據報的服務類型，QP1上僅能收發MAD數據包
通用服務代理GSA（General Service Agents）是由許多管理服務代理組合而成，通用服務GA（General Service）使用稱為通用管理報文GMP（General Service Packet）的報文，該報文是一種特殊的MAD報文
GSA中最出名的就是CM（Communication Management），是一種在通信雙方節點正式建立連接之前用來交換必須信息的一種方式
QPC全稱是Queue Pair Context，用於存儲QP相關屬性
QP在硬體上的實體只是一段存儲空間而已，硬體除了知道這段空間的起始地址和大小之外一無所知，甚至連這個QP服務類型都不知道。還有很多其他的重要信息，比如某個QP中包含了若干個WQE，硬體怎麼知道有多少個，當前應該處理第幾個呢？
所以就需要軟體通過操作系統提前申請好一大片連續的空間，即QPC來承載這些信息給硬體看。網卡及其配套的驅動程序提前約定好了QPC中都有哪些內容，這些內容分別占據多少空間，按照什麼順序存放。這樣驅動和硬體就可以通過通過QPC這段空間來讀寫QP的狀態等等信息
如上圖所示，硬體其實只需要知道QPC的地址0x12350000就可以了，因為它可以解析QPC的內容，從而得知QP的位置，QP序號，QP大小等等信息。進而就能找到QP，知道應該取第幾個WQE去處理。不同的廠商可能實現有些差異，但是大致的原理就是這樣
四種操作都有配套的Verbs介面，類似於ibv_create_qp()這種形式，編寫APP時直接調用就可以了
創建一個QP的軟硬體資源，包含QP本身以及QPC。用戶創建時會寫傳入一系列的初始化屬性，包含該QP的服務類型，可以儲存的WQE數量等信息
釋放一個QP的全部軟硬體資源，包含QP本身及QPC。銷毀QP後，用戶將無法通過QPN索引到這個QP
修改一個QP的某些屬性，比如QP的狀態，路徑的MTU等等。這個修改過程既包括軟體數據結構的修改，也包括對QPC的修改
查詢一個QP當前的狀態和一些屬性，查詢到的數據來源於驅動以及QPC的內容
在行為上都是軟體向QP中填寫一個WQE（對應用層來說叫WR），請求硬體執行一個動作。所以這兩種行為都叫做「Post XXX Request」的形式，即下發XXX請求
Post Send本身不是指這個WQE的操作類型是Send，而是表示這個WQE屬於通信發起方。這個流程中填寫到QP中的WQE/WR可以是Send操作，RDMA Write操作以及RDMA Read操作等
用戶需要提前准備好數據緩沖區、目的地址等信息，然後調用介面將WR傳給驅動，驅動再把WQE填寫到QP中
Post Recv的使用場景就相對比較少了，一般只在Send-Recv操作的接收端執行，接收端需要提前准備好接收數據的緩沖區，並將緩沖區地址等信息以WQE的形式告知硬體
E. 如何判斷計算機網路的信息阻塞原因
一、系統資源不足
您可能載入了太多的運用程序在後台運行，請合理的載入軟體或刪除無用百的程序及文件，將資源空出。一、網路自身問題
二、蠕蟲病毒的影響導致網速變慢
這種病毒導致被感染的用戶只要一上網就不停地往外發郵件，病毒選擇用戶個人電腦中的隨機文檔附加在用戶機子的通訊簿的隨機地址上進行郵件發送。成百上千的度這種垃圾郵件有的排著隊往外發送，有的又成批成批地被退回來堆在伺服器上。造成個別骨幹互聯網出現明顯擁內塞，網速明顯變慢，使區域網近於癱瘓。
三、網路中存在迴路導致網速變慢
在一些比較復雜的網路中，經常有多餘的備用線路，如無意間連上時會構成迴路。比如網線從網路中心接到容計算機一室，再從計算機一室接到計算機二室。同時從網路中心又有一條備用線路直接連到計算機二室，若這幾條線同時接通，則構成迴路，數據包會不斷發送和校驗數據，從而影響整體網速。