🔧 环境：Linux / macOS 终端；Windows 用户使用 WSL2

环境准备

# macOS
brew install bind netcat iproute2mac

# Ubuntu / Debian / WSL2
sudo apt update && sudo apt install -y dnsutils traceroute netcat-openbsd iproute2 curl

验证安装：

dig -v && curl --version && traceroute --version

Part A：DNS（5 分）

A1. 基本解析（1 分）

dig www.wikipedia.org

要回答的问题：

  1. ANSWER SECTION 中返回了几条记录？分别是什么类型？
  2. 如果出现了 CNAME，说明了什么？（提示：第 6、7 讲）
  3. 各条记录的 TTL 分别是多少？为什么它们可能不同？

A2. 观察缓存效果（1 分）

dig www.wikipedia.org | grep "Query time"
# 立刻再执行一次
dig www.wikipedia.org | grep "Query time"

要回答：两次的 Query time 差多少？解释原因（第 7 讲）。

A3. 追踪完整的层次结构（2 分）⭐

dig +trace www.wikipedia.org

要回答：

  1. 一共经过了几级服务器？分别是什么角色？
  2. 找出输出中根服务器、TLD 服务器、权威服务器各自的回答
  3. 这是迭代查询还是递归查询？为什么？

A4. 查询不同的记录类型（1 分）

dig wikipedia.org MX          # 邮件服务器
dig wikipedia.org NS          # 权威服务器
dig wikipedia.org AAAA        # IPv6 地址
dig -x 8.8.8.8                # 反向解析

要回答：-x 做的是什么类型的查询？它的 Name 字段长什么样，为什么？

Part B：路径与时延（5 分）

B1. traceroute（2 分）

traceroute www.wikipedia.org
traceroute 1.1.1.1

要回答：

  1. 到这两个目标各经过几跳？
  2. ⭐ 是否出现 * * *？这说明该跳故障了吗？（第 3、22 讲）
  3. ⭐ 是否出现某一跳的时延大于它后面的跳？给出至少两种解释。

B2. ping 与时延分布（2 分）

ping -c 20 1.1.1.1

要回答：

  1. 记录 min / avg / max / mdev 四个值
  2. ⭐ max 与 min 的差距说明了什么？（提示：第 3 讲的排队时延）
  3. 估算你到该服务器的物理距离下界（用 d = 传播速度 × 单向时延，传播速度取 2×10⁸ m/s）

B3. Bufferbloat 实测（1 分）⭐

# 终端 1：持续 ping
ping 1.1.1.1

# 终端 2：同时开始一个大文件下载（或在浏览器里下载任意大文件）
curl -o /dev/null https://speed.cloudflare.com/__down?bytes=200000000

要回答：下载开始后 ping 值变化了多少？这是什么现象？（第 16 讲）

Part C：HTTP（6 分）

C1. 读懂 curl -v（2 分）

curl -v https://example.com -o /dev/null

在输出中找出并标注：

  1. DNS 解析结果
  2. TCP 连接建立
  3. ⭐ TLS 握手：协议版本、密码套件
  4. ⭐ 服务器证书的颁发者与有效期
  5. 发出的 HTTP 请求首部
  6. 收到的 HTTP 响应状态码与首部

C2. 各阶段耗时（2 分）⭐

curl -w "\nDNS:      %{time_namelookup}\nTCP:      %{time_connect}\nTLS:      %{time_appconnect}\n首字节:   %{time_starttransfer}\n总计:     %{time_total}\n" \
     -o /dev/null -s https://www.wikipedia.org

要回答：

  1. 哪个阶段最耗时？
  2. ⭐ 用同样的命令再跑一次，哪些时间变小了？为什么？
  3. 把每个阶段与第 29 讲的时间线对应起来

C3. 条件 GET（1 分）

curl -v https://example.com -o /dev/null 2>&1 | grep -i "last-modified\|etag"

# 用上一步得到的 ETag 值：
curl -v -H 'If-None-Match: "你得到的ETag"' https://example.com -o /dev/null

要回答：第二次请求的状态码是什么？响应体有多大？省下了什么、没省下什么？（第 5 讲）

C4. 手工说 HTTP（1 分）⭐

printf 'GET / HTTP/1.1\r\nHost: example.com\r\nConnection: close\r\n\r\n' | nc example.com 80

要回答：

  1. ⭐ 为什么必须有 Host: 首部？去掉它试试会怎样（第 5 讲）
  2. ⭐ 为什么行尾必须是 \r\n 而不是 \n？
  3. 为什么这里用 80 端口而不是 443？换成 443 会怎样？

Part D：本机连接状态（4 分）

D1. 查看连接（2 分）

ss -tan               # 所有 TCP 连接及状态
ss -tlnp              # 正在监听的端口

要回答：

  1. 找出至少三种不同的 TCP 状态，说明各自的含义（第 14 讲）
  2. ⭐ 找出处于 TIME_WAIT 的连接。它为什么存在？会持续多久？
  3. 你的机器上有哪些进程在监听端口？其中有没有你不认识的？

D2. 观察四元组（2 分）⭐

# 终端 1
nc -l 9999

# 终端 2
nc localhost 9999

# 终端 3
ss -tan | grep 9999

要回答：

  1. 你看到了几条连接记录？为什么（第 9、10 讲）
  2. ⭐ 写出这条连接的完整四元组
  3. 再开一个 nc localhost 9999，四元组的哪一项变了？

常见问题

Q：traceroute 全是 * * * 怎么办？ A：某些网络（尤其是企业网、部分校园网）会屏蔽 ICMP 或 UDP 探测。试试 traceroute -I（用 ICMP）或 traceroute -T -p 443（用 TCP SYN）。在报告中说明你用了哪种方式，这本身就是一个好的观察。

Q：dig +trace 报错？ A：某些网络强制所有 DNS 走本地解析器，无法直接查询根服务器。可以改用在线工具（如 dig 的 Web 版本）完成 A3，并在报告中说明原因。

Q：Bufferbloat 测试看不出变化？ A：说明你的路由器可能已经启用了 AQM（现代路由器越来越多默认开启 FQ-CoDel），或者你的带宽远大于测试流量。试试同时开多个下载。观察到"没有 bufferbloat"也是一个有效结论，但要说明你的测试条件。

提示

📌 这个作业最大的价值不在于分数，而在于建立一个习惯：当你对网络有疑问时，你可以直接去看。这门课后面所有的抽象概念，都能在这些工具里找到对应的观察。

📌 建议把这些命令加进你的日常工具箱。curl -w 的计时输出在排查线上问题时极其有用。