CS 168 · LECTURE 02 · 2026-09-01 · 互联网地基
从比特如何占用一条链路出发，分清传播、发送、排队与处理四种时延，并理解分组交换为什么能让突发流量共享容量。
版本快照：Fall 2026 官方课表与在线教材，核对日期 2026-09-02；官网仍标注 under construction，日期与政策可能变化。
一个 500 B 包“在路上”的时间到底花在哪里，为什么提高带宽有时几乎没有帮助？
长度为 \(L\) bit 的包经过速率 \(R\) bit/s、长度为 \(d\)、传播速度为 \(v\) 的链路，忽略处理与排队时：
第一项是把所有 bit 推上链路的发送时延，第二项是最后一个 bit 穿过介质的传播时延。把两者都写成秒，能立刻发现单位错误。
传统分组交换机常在收到完整包后才向下一跳发送。经过 \(k\) 条相同链路，一个包约需 \(k(L/R+d/v)\)。连续多个包则能流水化：首包付完整路径时延，后续包通常每隔一个瓶颈发送时延到达。
因此文件完成时间不能只拿一个包的 RTT 估计。短交互更受传播与握手影响，大文件更受瓶颈速率和拥塞窗口影响。
电路交换预留容量，空闲时也不能借给别人；分组交换让活跃流按需竞争链路。独立突发源的“峰值之和”通常远大于“聚合后的峰值”，所以统计复用能用更少容量服务相同平均负载。
代价是瞬时总到达率超过服务率时队列增长。突发并不必然产生排队：只要当时链路空闲且到达速率没有超过服务能力，就可立即发送。排队来自状态，而不是“突发”这个标签本身。
带宽时延积 \(R\times RTT\) 是“为了让链路始终忙碌，路径中需要在途多少 bit”。长肥网络若只允许少量未确认数据，即使物理带宽极高也会空转。
这个量会在 TCP 滑动窗口、数据中心缓存、集合通信分块中不断出现。任何吞吐结论都应同时给出对象大小、瓶颈带宽、RTT 与并发窗口。
对 1500 B 包、10 Gbit/s 链路、3000 km 光纤（取 \(2\times10^8\) m/s）分别计算发送和传播时延，并说明把带宽翻倍后哪个量不变。
检查：跨洋链路从 10 Gbit/s 升到 100 Gbit/s，对一个 64 B 单包请求最可能怎样？
两个输入同时竞争一条输出链路：到达事件使 queue 从 0→2，scheduler 每次只发一个，另一包积累 queueing delay。
两个输入同时竞争一条输出链路：到达事件使 queue 从 0→2，scheduler 每次只发一个，另一包积累 queueing delay。
检查：判断一个实现分支是否必要，最有力的问题是什么？
给定两条 flow 的到达时刻，手推 queue 长度与每个包离开时间。
答案必须出现 packet/message、local state/table、触发 event、after state 与 output；只给定义不算完成。
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