電腦網路與 Internet 通訊

單元 29 專題:設計、故障與證據

學習目標與任務

整合前 28 單元。專題不是把設定截圖排在一起,而是回答一個可驗證的問題,提出至少兩個設計,說明選擇、量測及限制。最低路線可完全在 loopback 與離線模型完成;真實 VPN/多網段為延伸。

29.1 五個可選題目

A「代理的信任與端點」:用 L09 證明兩段 TCP,L13 證明名稱驗證;設計 HTTP CONNECT、SOCKS 及 IP VPN 的路徑對照,分清實測和推演。

B「視窗、時效與量測」:用 L02/L06/L11 分析視窗、重傳及 deadline;回答高 goodput 是否能取代低尾端延遲。不得把人工數列當作真實協定排名。

C「雙協定接管與排錯」:用 L03/L08/L12/L14 畫 IPv4/IPv6、DNS、TCP/UDP 路徑,設計一個策略缺口及修復;提交哪些結論仍需要外部擷取確認。

D「單介面雙來源政策與 LAN 例外」(所需單元:17):用 L15 檢驗一個可反駁的假設,例如「未指定來源的連線也會被來源 2 的規則帶往 G2」。成功指標是每個案例的來源、規則、表、下一跳與回程都有對應證據,而且例外沒有涵蓋過廣。

E「跨 VLAN 探索與單播服務路徑」(所需單元:15、27):用 L16 的模型與探索工作表檢驗一個可反駁的假設,例如「看得到服務實例,資料連線就會成功」或「開啟 VPN 後探索消失,是因為 5353 改走隧道」。成功指標是探索(群組、UDP 5353、scope)與資料連線(SRV 埠、A/AAAA、路由、ACL)各有獨立的證據。

D、E 的離線模型結果要註明 kind=model;Linux 或真實設備路線另附版本、拓樸、原始證據與清除方法。圖表再完整,也不能取代路徑證據。

延伸題可在隔離 Linux 環境實作多網段、WireGuard 或指定代理;需保存軟體版本、設定、拓樸、測量和復原方式。不能用第三方共享服務的不明變化作唯一對照。

29.2 分階段提交

專題在讀完 22 時就開始,不必等到本單元:

資料分類:measurements 是真實程式或儀器輸出;models 是演算法/假設計算;fixtures 是人工情境;interpretation 是你的推論。只要來源與限制清楚,離線路線也可完成專題。

29.3 完整示例:C↔P↔S

問題:「經代理後,源站觀察到的是哪個來源端點?」假設源站看到 P 的出口 socket,而不是 C 到 P 的來源埠。使用 L09 兩端日誌比對:C 的 local endpoint 等於 P 的 client peer;S 的 origin peer 等於 P 的 proxy_origin_source。若兩組各自相符,支持逐段 TCP 模型。

受控變因為 CONNECT/SOCKS 域名/SOCKS IP;源站和工作負載固定。domain 模式只用本地別名表,不作真實 DNS 測量。接著提出 TLS 終止在哪裡的設計圖;L09 沒加 TLS,因此不能用它實測「P 讀不到 HTTPS」。L13 另驗 TLS 信任,二者不可拼成已部署的加密代理證據。

29.4 報告格式與規準

節必須包含
問題與假設預期現象、反例、成功條件
設計拓樸、端點、路由、DNS、信任與版本
方法負載、控制變因、計時、重複、資料來源
結果原始資料、摘要、差異、錯誤與缺漏
分析哪些假設獲支持,哪些未排除
取捨安全、時效、維護、資源、可用性

專題 100 分:問題與設計 20、可重現方法 20、證據 25、推理 25、表達與限制 10。沒有對照、偽裝資料來源或宣稱未完成實測時,相關證據分不得給;不以使用「最熱門」協定加分。

習題與章末檢核

  1. 基本:選題並寫一個可用觀察推翻的假設。
  2. 分析:為該題提出兩個不同設計及各自失敗條件。
  3. 分析:指出目前兩份資料能證明、不能證明的結論。
  4. 基本:寫一項控制變因及一項仍無法控制的外部因素。

完成 L12 專題報告模板。題目與示例由本課程編寫,參考來源回連所用單元,不新增未經實測的協定能力。