計算機網(wǎng)絡(luò)謝希仁答案廣域網(wǎng)

1、第六章 廣域網(wǎng)6-01 試從多方面比較虛電路和數(shù)據(jù)報這兩種服務(wù)的優(yōu)缺點答：答：（1）在傳輸方式上，虛電路服務(wù)在源、目的主機通信之前，應(yīng)先建立一條虛電路，然后才能進行通信，通信結(jié)束應(yīng)將虛電路拆除。而數(shù)據(jù)報服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)層從運輸層接收報文，將其裝上報頭（源、目的地址等信息）后，作為一個獨立的信息單位傳送，不需建立和釋放連接，目標結(jié)點收到數(shù)據(jù)后也不需發(fā)送確認，因而是一種開銷較小的通信方式。但發(fā)方不能確切地知道對方是否準備好接收，是否正在忙碌，因而數(shù)據(jù)報服務(wù)的可靠性不是很高。（2）關(guān)于全網(wǎng)地址：虛電路服務(wù)僅在源主機發(fā)出呼叫分組中需要填上源和目的主機的全網(wǎng)地址，在數(shù)據(jù)傳輸階段，都只需填上虛電路號。而數(shù)據(jù)報服

2、務(wù)，由于每個數(shù)據(jù)報都單獨傳送，因此，在每個數(shù)據(jù)報中都必須具有源和目的主機的全網(wǎng)地址，以便網(wǎng)絡(luò)結(jié)點根據(jù)所帶地址向目的主機轉(zhuǎn)發(fā)，這對頻繁的人機交互通信每次都附上源、目的主機的全網(wǎng)地址不僅累贅，也降低了信道利用率。（3）關(guān)于路由選擇：虛電路服務(wù)沿途各結(jié)點只在呼叫請求分組在網(wǎng)中傳輸時，進行路徑選擇，以后便不需要了。可是在數(shù)據(jù)報服務(wù)時，每個數(shù)據(jù)每經(jīng)過一個網(wǎng)絡(luò)結(jié)點都要進行一次路由選擇。當(dāng)有一個很長的報文需要傳輸時，必須先把它分成若干個具有定長的分組，若采用數(shù)據(jù)報服務(wù)，勢必增加網(wǎng)絡(luò)開銷。（4）關(guān)于分組順序：對虛電路服務(wù)，由于從源主機發(fā)出的所有分組都是通過事先建立好的一條虛電路進行傳輸，所以能保證分組按發(fā)送順

3、序到達目的主機。但是，當(dāng)把一份長報文分成若干個短的數(shù)據(jù)報時，由于它們被獨立傳送，可能各自通過不同的路徑到達目的主機，因而數(shù)據(jù)報服務(wù)不能保證這些數(shù)據(jù)報按序列到達目的主機。（5）可靠性與適應(yīng)性：虛電路服務(wù)在通信之前雙方已進行過連接，而且每發(fā)完一定數(shù)量的分組后，對方也都給予確認，故虛電路服務(wù)比數(shù)據(jù)報服務(wù)的可靠性高。但是，當(dāng)傳輸途中的某個結(jié)點或鏈路發(fā)生故障時，數(shù)據(jù)報服務(wù)可以繞開這些故障地區(qū)，而另選其他路徑，把數(shù)據(jù)傳至目的地，而虛電路服務(wù)則必須重新建立虛電路才能進行通信。因此，數(shù)據(jù)報服務(wù)的適應(yīng)性比虛電路服務(wù)強。（6）關(guān)于平衡網(wǎng)絡(luò)流量：數(shù)據(jù)報在傳輸過程中，中繼結(jié)點可為數(shù)據(jù)報選擇一條流量較小的路由，而避開流

4、量較高的路由，因此數(shù)據(jù)報服務(wù)既平衡網(wǎng)絡(luò)中的信息流量，又可使數(shù)據(jù)報得以更迅速地傳輸。而在虛電路服務(wù)中，一旦虛電路建立后，中繼結(jié)點是不能根據(jù)流量情況來改變分組的傳送路徑的。綜上所述，虛電路服務(wù)適用于交互作用，不僅及時、傳輸較為可靠，而且網(wǎng)絡(luò)開銷小。數(shù)據(jù)報服務(wù)適用于傳輸單個分組構(gòu)成的、不具交互作用的信息以及對傳輸要求不高的場合。6-02設(shè)有一通信子網(wǎng)。若使用虛電路，則每一分組必須有3字節(jié)的分組首部，而每個網(wǎng)絡(luò)結(jié)點必須為虛電路保留8字節(jié)的存儲空間來識別虛電路。但若使用數(shù)據(jù)報，則每個分組要有15字節(jié)的分組首部，而結(jié)點就不需要保留路由表的存儲空間。設(shè)每段鏈路每傳1兆字節(jié)需0.01元，購買結(jié)點存儲器的費用為

5、每字節(jié)0.01元，而存儲器的壽命為2年工作時間（每周工作40小時）。假定一條虛電路的每次平均使用時間為1000秒，而在此時間內(nèi)發(fā)送200分組，每個分組平均要經(jīng)過4段鏈路。試問：采用哪種方案（虛電路或數(shù)據(jù)報）更為經(jīng)濟？相差多少？答：4段鏈路意味著涉及5個路由器。虛電路實現(xiàn)需要在1000秒內(nèi)固定分配5×8=40字節(jié)的存儲器。數(shù)據(jù)報實現(xiàn)需要比虛電路實現(xiàn)多傳送的頭信息的容量等于（153）×4×200=9600字節(jié)·鏈路?，F(xiàn)在的問題就成了40000字節(jié)·秒的存儲器對比9600字節(jié)·鏈路的電路容量。如果存儲器的使用期是兩年，即3600×

6、40×52×21.5×107字節(jié)·秒的代價為1÷（1.5×107）=6.7×10-8分，那么40000字節(jié)·秒的代價約等于2.7毫分。另一方面，1個字節(jié)·鏈路代價是10-6分，9600個字節(jié)·鏈路的代價為10-6×9600=9.6×10-3分，即9.6毫分。顯然，對于這樣的參數(shù)，虛電路的實現(xiàn)要便宜一些。9.62.7=6.9毫分，即在這1000秒的時間內(nèi)便宜大約6.9毫分。6-03假定通信子網(wǎng)中所有結(jié)點的處理機和計算機均正常工作，所有的軟件也正確無誤。試問一個分組是否可能被投送

7、到錯誤的目的結(jié)點（不管這個概率有多?。?？ 如果一個網(wǎng)絡(luò)中所有鏈路的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議都能正確工作，試問從源結(jié)點到目的結(jié)點之間的端到端通信是否一定也是可靠的？答：（1）有可能。大的突發(fā)噪聲可能破壞分組。使用k位的檢驗和，差錯仍然有2-k的概率被漏檢。如果分組的目的地址段或虛電路號碼被改變，分組將會被投遞到錯誤的目的地，并可能被接收為正確的分組。換句話說，偶然的突發(fā)噪聲可能把送往一個目的地的完全合法的分組改變成送往另一個目的地的也是完全合法的分組。（2）端到端的通信不一定可靠。端到端的通信不僅與數(shù)據(jù)鏈路層有關(guān)，還與網(wǎng)絡(luò)層有關(guān)，盡管鏈路層協(xié)議能正確工作，但不能保證網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議正常工作，即通信子網(wǎng)是否可靠。

8、6-04 廣域網(wǎng)中的計算機為什么采用層次結(jié)構(gòu)方式進行編址？6-05 一個理想的算法應(yīng)具有哪些特點？為什么實際的路由算法總是不如理想的？ 答：一個理想的路由算法應(yīng)具特點有：(1)算法必須是正確的和完整的。(2)算法簡單易實現(xiàn)。(3)算法應(yīng)能適應(yīng)運信量和網(wǎng)絡(luò)拓撲的變化。(4)算法應(yīng)具有穩(wěn)定性。 (5)算法應(yīng)是公平的。 (6)算法應(yīng)是最佳的。實際的路由算法總是不如理想的。因為路由選擇是一個非常復(fù)雜的問題。路由選擇是網(wǎng)絡(luò)中的所有結(jié)點共同協(xié)調(diào)工作的結(jié)果。其次，路由選擇的環(huán)境往往是在變化的，而這種變化有時無法事先知道。理想的路由算法的各種要求往往互相矛盾。6-08路由選擇一般有哪幾種主要方法?試比較其優(yōu)缺

9、點。 答：整體而言，路由選擇有非自適應(yīng)路由選擇和自適應(yīng)路由選擇兩大類。非自適應(yīng)路由選擇的特點是簡單和開銷較小，但不能及時適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化。自適應(yīng)路由選擇的特點是能較好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化，但實現(xiàn)起來較為復(fù)雜。6-09 設(shè)結(jié)點I到結(jié)點K的最佳路由已經(jīng)確定，而結(jié)點J是此最佳路由上的一個結(jié)點。試證明：沿此最佳路由的J到K的一段路由，也必定是從J到K的最佳路由。這一概念稱為最優(yōu)化原理。6-10 什么是自適應(yīng)路由算法中的距離向量算法？ 答：節(jié)點交換機周期性地通過網(wǎng)絡(luò)向鄰機發(fā)送路由信息-距離向量，距離向量的每一項為（目的地，距離）值對。當(dāng)信息從鄰機N到達節(jié)點交換機時，節(jié)點交換機就檢查信息中的每一項，如果

10、鄰機到某目的地有比原來更短的路徑，就更新自己的路由表。6-11 網(wǎng)絡(luò)拓撲如圖6-28所示。各鏈路上注明的是鏈路原來的時延，兩個方向的時延都一樣?，F(xiàn)使用距離向量算法。假定在某一個時刻到達結(jié)點C的向量如下（為書寫方便，此處使用行向量，結(jié)點的順序是A，B，C，D，E，F(xiàn)）：從B:(5,0,8,12,6,2);從D:(16,12,6,0,9,10);從E:(7,6,3,9,0,4）而 C 測量出到 B、D 和 E 的時延分別為 6、3 和 5。試計算結(jié)點 C 新的路由表，和給出 C 到各結(jié)點的下一站路由。答：通過B給的距離向量 : (5,0,8,12,6,2)得到(11,6,14,18,12,8)通過

11、D給的距離向量 : (16,12,6,0,9,10)得到(19,15,9,3,12,13)通過E給的距離向量 : (7,6,3,9,0,4)得到(12,11,8,14,5,9)取到達每一個目的地的最小值（C本身除外），并記錄下所走的下一站路徑 (11,6,0,3,5,8) (B,B,-,D,E,B)6-12一個廣域網(wǎng)有50個結(jié)點，每個結(jié)點和其他3個結(jié)點相連。若采用距離向量算法，每秒鐘交換路由信息2次，而結(jié)點間的時延用8bit編碼。試問：為了實現(xiàn)分布式路由算法，每條鏈路（全雙工）需要多少帶寬？答：路由表的長度等于8×50400bit。該表每秒鐘在每條線路上發(fā)送2次，因此，400

12、5;2800b/s，即在每條線路的每個方向上消耗的帶寬都是800b/s。6-13 一個數(shù)據(jù)報通信子網(wǎng)允許各結(jié)點在必要時將收到的分組丟棄。設(shè)結(jié)點丟棄一個分組的概率為p?，F(xiàn)有一個主機經(jīng)過兩個網(wǎng)絡(luò)結(jié)點與另一個主機以數(shù)據(jù)報方式通信，因此兩個主機之間要經(jīng)過3段鏈路。當(dāng)傳送數(shù)據(jù)報時，只要任何一個結(jié)點丟棄分組，則源點主機最終將重傳此分組。試問：（a）每一個分組在一次傳輸過程中平均經(jīng)過幾段鏈路？（b）每一個分組平均要傳送幾次？（c）目的主機每收到一個分組，連同該分組在傳輸時被丟棄的傳輸，平均需要經(jīng)過幾段鏈路？答：由源主機發(fā)送的每個分組可能行走1個跳段、2個跳段或3個跳段。走1個跳段的概率是p，走2個跳段的概率

13、是p(1-p),走3個跳段的概率是，那么，一個分組平均通路長度的期望值是這3個概率的加權(quán)和，即等于即每次發(fā)送一個分組行走的平均跳段數(shù)是。注意，當(dāng)p=0時，平均長度是3，當(dāng)p=1時，平均長度是1。當(dāng)0<p<1時，可能需要多次發(fā)送。一次發(fā)送成功（走完整個通路）的概率等于，令，兩次發(fā)射成功的概率，三次發(fā)射成功的概率等于，。因此，一個分組平均發(fā)送次數(shù)就等于因為，所以，即一個分組平均做次發(fā)送。最后，每個接收到的分組行走的平均跳段數(shù)等于6-14 一個通信子網(wǎng)其內(nèi)部采用虛電路服務(wù)，沿虛電路共有n個結(jié)點交換機，在交換機中為每一個方向設(shè)有一個緩存，可存放一個分組。在交換機之間采用停止等待協(xié)議，并采用

14、以下的措施進行擁塞控制。結(jié)點交換機在收到分組后要發(fā)回確認，但條件是：（1）接收端已成功的收到了該分組；（2）有空閑的緩存。設(shè)發(fā)送一個分組需T秒（數(shù)據(jù)或確認），傳輸?shù)牟铄e可忽略不計，主機和結(jié)點交換機之間的數(shù)據(jù)傳輸時延也可忽略不計。試問：分組交付給目的主機的速率最快為多少？答：對時間以T秒為單位分時槽。在時槽1，源路由器發(fā)送第1個分組。在時槽2的開始，第2個路由器收到了分組，但不能應(yīng)答。在時槽3的開始，第3個路由器收到了分組，但也不能應(yīng)答。這樣，此后所有的路由器都不會應(yīng)答。僅當(dāng)目的地主機從目的地路由取得分組時才會發(fā)送第1個應(yīng)答?，F(xiàn)在確認應(yīng)答開始往回傳播。在源路由器可以發(fā)送第2個分組之前，需要兩次穿

15、行該子網(wǎng)，需要花費的時間等于2(n-1)T秒。所以，源路由器往目的地投遞分組的速率是每2(n-1)T秒1個分組。顯然，這種協(xié)議的效率是很低的。6-15流量控制在網(wǎng)絡(luò)工作中具有何意義？流量控制與路由選擇有何異同之處？答：流量控制與路由選擇的異同之處是：路由選擇是網(wǎng)絡(luò)中的所有結(jié)點共同協(xié)調(diào)工作的結(jié)果。其次，路由選擇的環(huán)境往往是在變化的，而這種變化有時無法事先知道。而流量控制是收發(fā)兩端共同協(xié)調(diào)工作的結(jié)果。好的流量控制可以使更多的通信量流入網(wǎng)絡(luò)，而好的路由選擇可使網(wǎng)絡(luò)的平均時延較小。路由選擇可保證分組通過一條最佳的路徑達到目的。流量控制要考慮網(wǎng)絡(luò)資源分配的公平性。6-16 為什么說，“只要任意增加一些資

16、源就可以解決網(wǎng)絡(luò)擁塞的問題”是不正確的? 答：只任意增加一些資源可能無法解決網(wǎng)絡(luò)擁塞的問題。例如，將某路由器緩沖區(qū)的存儲空間擴大，但保持其輸出鏈路速率的不變。這時，雖然該路由器可以接收更多的分組，但由于其輸出鏈路速率的沒變，存在于該路由器的許多分組可能因超時，必須重發(fā)，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的性能可能變得更糟。6-17 死鎖是怎樣形成的？有什么措施可用來防止死鎖？ 解答：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負載增大到某一數(shù)值時，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量就下降到零，網(wǎng)路已無法工作，這就是死鎖。    死鎖中有一種是直接死鎖，即由互相占用了對方需要的資源而造成的死鎖。例如兩個結(jié)點和都有大量的分組要發(fā)往對方，但兩個結(jié)點中

17、的緩沖區(qū)在發(fā)送之前就已經(jīng)全部被待發(fā)分組占滿了。這樣，當(dāng)每個分組到達對方時，由于沒有對方存放，只好被丟棄。發(fā)送分組的一方因收不到對方發(fā)來的確認信息，只能將發(fā)送過去的分組依然保存在自己結(jié)點的緩沖區(qū)中。這兩個結(jié)點就這樣一直互相僵持著，誰也無法成功地發(fā)送出一個分組。    可以通過合適的擁塞控制，來防止死鎖的發(fā)生。6-18 X.25建議書的主要內(nèi)容是什么？它的意義如何？ 答：X.25建議書的基本主要內(nèi)容簡述如下：X.25協(xié)議描述了DTEDCE的接口規(guī)范，它不涉及到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部是如何實現(xiàn)的。X.25協(xié)議提供虛電路服務(wù)。X.25協(xié)議只定義了低三層，在最下面的是物理層，接口標準采用

18、的是X.21建議書。第二層是數(shù)據(jù)鏈路層，采用的接口標準是平衡型鏈路接人規(guī)程LAPB，該規(guī)程只是第3章介紹的HDLC的一個子集。第三層是分組層(不叫網(wǎng)絡(luò)層)，在這一層上，在DTE與DCE之間可建立多條邏輯信道(04095號)。X.25在同一條虛電路上，既傳控制分組，又傳數(shù)據(jù)分組。X.25分組由分組首部和分組的數(shù)據(jù)部分組成。分組首部包含各種控制字段，包括虛電路號、地址信息以及分組序號等。在分組的后面沒有尾部。6-19 X.3，X.28和X.29這三個建議書的主要內(nèi)容是什么？PAD的用途是什么？ 答：由于許多的用戶終端并不支持X . 2 5協(xié)議，為了讓用戶啞終端（非智能終端）能接入X . 2 5網(wǎng)絡(luò)

19、， C C I T T制定了另外一組標準。多個慢速的用戶終端可以通過一個稱為分組裝拆器（ Packet Assembler Disassembler ，PA D）的設(shè)備接入X . 2 5網(wǎng)絡(luò)。PAD可將多個終端的數(shù)據(jù)組裝成分組，或從分組中拆分數(shù)據(jù)給各個終端定義PAD設(shè)施有三個標準，有時稱為“三X”（Triple X）：用于描述PA D功能的標準協(xié)議稱為X.3；而在用戶終端和PA D之間使用X.28協(xié)議；另一個協(xié)議是用于PA D和X . 2 5網(wǎng)絡(luò)之間的，稱為X.29 。6-20 有AB和BC兩條鏈路。A經(jīng)過B向C發(fā)送數(shù)據(jù)。B收到A發(fā)來的數(shù)據(jù)時，可以先向C轉(zhuǎn)發(fā)再向A發(fā)確認，也可以把這順序反過來。

20、也就是說，B要做的三件事的順序是：收數(shù)據(jù)>轉(zhuǎn)發(fā)>發(fā)確認，或：收數(shù)據(jù)>發(fā)確認>轉(zhuǎn)發(fā)?，F(xiàn)假定B在做完第二件事后處理機即出故障，內(nèi)存中所存信息全部丟失，但很快又恢復(fù)了工作。試證明：只有采用端到端發(fā)確認信息的方法（即從C向A發(fā)確認信息），才能保證在任何情況下數(shù)據(jù)都能從A經(jīng)B正確無誤的交付到C。6-21 為什么X.25分組交換網(wǎng)會發(fā)展到幀中繼？幀中繼有什么優(yōu)點？試從層次結(jié)構(gòu)上以及結(jié)點交換機需要進行的處理過程進行討論。6-22 幀中繼的數(shù)據(jù)鏈路連接標識符DLCI的用途是什么？什么是“本地意義”？6-23 幀中繼的擁賽控制是怎樣進行的？許諾的信息速率CIR在擁賽控制中起何作用？第七章

21、 網(wǎng)際互連7-01 網(wǎng)際互連有何實際意義？進行網(wǎng)際互連時，有哪些共同的問題需要解決？答：網(wǎng)絡(luò)互連暗含了相互連接的計算機進行通信，也就是說從功能上和邏輯上看，這些相互連接的計算機網(wǎng)絡(luò)組成了一個大型的計算機網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)互連可以使處于不同地理位置的計算機進行通信，方便了信息交流，促成了當(dāng)今的信息世界。存在問題有：不同的尋址方案；不同的最大分組長度；不同的網(wǎng)絡(luò)介入機制；不同的超時控制；不同的差錯恢復(fù)方法；不同的狀態(tài)報告方法；不同的路由選擇技術(shù)；不同的用戶接入控制；不同的服務(wù)（面向連接服務(wù)和無連接服務(wù)）；不同的管理與控制方式；等等。注：網(wǎng)絡(luò)互連使不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)、不同類型的機器之間互相連通，實現(xiàn)更大范圍和更

22、廣泛意義上的資源共享。7-02 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)的英文名字為internet和Internet。它們有何區(qū)別？答：internet (互連網(wǎng))泛指由多個計算機網(wǎng)絡(luò)互連而成的計算機網(wǎng)絡(luò)。 Internet 指當(dāng)前全球最大的，開放的，有眾多網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的特定計算機網(wǎng)絡(luò)，它采用TCP/IP協(xié)議族，其前身是美國最大的ARPANET。7-03 作為中間系統(tǒng)，轉(zhuǎn)發(fā)器、網(wǎng)橋、路由器和網(wǎng)關(guān)都有何區(qū)別？答：1）轉(zhuǎn)發(fā)器、網(wǎng)橋、路由器、和網(wǎng)關(guān)所在的層次不同。轉(zhuǎn)發(fā)器是物理層的中繼系統(tǒng)。網(wǎng)橋是數(shù)據(jù)鏈路層的中繼系統(tǒng)。路由器是網(wǎng)絡(luò)層的中繼系統(tǒng)。在網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)為網(wǎng)關(guān)。2）當(dāng)中繼系統(tǒng)是轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋時，一般并不稱之為網(wǎng)絡(luò)互連，

23、因為仍然是一個網(wǎng)絡(luò)。路由器其實是一臺專用計算機，用來在互連網(wǎng)中進行路由選擇。一般討論的互連網(wǎng)都是指用路由器進行互連的互連網(wǎng)絡(luò)。7-04 試簡單說明下面協(xié)議的作用：IP，ARP，RARP和ICMP。答：IP:網(wǎng)際協(xié)議，它是TCP/IP體系中兩個最重要的協(xié)議之一，IP使互連起來的許多計算機網(wǎng)絡(luò)能夠進行通信。ARP:地址轉(zhuǎn)換協(xié)議，將IP地址轉(zhuǎn)換成物理地址RARP:反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議，將物理地址轉(zhuǎn)換成IP地址ICMP:Internet控制消息協(xié)議，減少分組的丟失。注：ICMP協(xié)議幫助主機完成某些網(wǎng)絡(luò)參數(shù)測試，允許主機或路由器報告差錯和提供有關(guān)異常情況報告，但它沒有辦法減少分組丟失，這是高層協(xié)議應(yīng)該完成的

24、事情。IP協(xié)議只是盡最大可能交付，至于交付是否成功，它自己無法控制。7-05IP地址分為幾類？各如何表示？IP地址的主要的特點是什么？0Net-idHost-id答： IP地址共分5類，分類情況如下所示：A 類10Net-idHost-idB 類 1110組播地址110Net-idHost-idC 類D類11110保留為今后使用E類IP 地址是32位地址，其中分為net-id(網(wǎng)絡(luò)號)，和host-id(主機號)。特點如下：1 IP地址不能反映任何有關(guān)主機位置的物理信息；2 一個主機同時連接在多個網(wǎng)絡(luò)上時，該主機就必須有多個IP地址；3 由轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋連接起來的若干個局域網(wǎng)仍為一個網(wǎng)絡(luò)；4 所

25、有分配到網(wǎng)絡(luò)號（net-id）的網(wǎng)絡(luò)都是平等的；5 IP地址可用來指明一個網(wǎng)絡(luò)的地址。 注：要求根據(jù)IP地址第一個字節(jié)的數(shù)值，能夠判斷IP地址的類型。參考11題。7-06試根據(jù)ip地址的規(guī)定，計算出表中的各項數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)類別最大網(wǎng)絡(luò)數(shù)第一個可用的網(wǎng)絡(luò)號最后一個可用的網(wǎng)絡(luò)號每個網(wǎng)絡(luò)中的最大主機數(shù)A126112616777214B16384128.0191.25565534C2097152254解：1）A類網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)號占七個bit, 則允許用的網(wǎng)絡(luò)數(shù)為2的7次方，為128，但是要除去0和127的情況，所以能用的最大網(wǎng)絡(luò)數(shù)是126，第一個網(wǎng)絡(luò)號是1，最后一個網(wǎng)絡(luò)號是126。主機號占24個bit, 則允許

26、用的最大主機數(shù)為2的24次方，為16777216，但是也要除去全0和全1的情況，所以能用的最大主機數(shù)是16777214。 2） B類網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)號占14個bit，則能用的最大網(wǎng)絡(luò)數(shù)為2的14次方，為16384，第一個網(wǎng)絡(luò)號是128.0，因為127要用作本地軟件回送測試，所以從128開始，其點后的還可以容納2的8次方為256，所以以128為開始的網(wǎng)絡(luò)號為128.0128.255，共256個，以此類推，第16384個網(wǎng)絡(luò)號的計算方法是：16384/256=64 128+64=192，則可推算出為191.255。主機號占16個 bit, 則允許用的最大主機數(shù)為2的16次方，為65536，但是也要除去全

27、0和全1的情況，所以能用的最大主機數(shù)是65534。 3）C類網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)號占21個bit, 則能用的網(wǎng)絡(luò)數(shù)為2的21次方，為2097152，第一個網(wǎng)絡(luò)號是192.0.0，各個點后的數(shù)占一個字節(jié)，所以以192為開始的網(wǎng)絡(luò)號為192.0.0192.255.255，共256*256=65536，以此類推，第2097152個網(wǎng)絡(luò)號的計算方法是：2097152/65536=32 192+32=224，則可推算出為223.255.255。主機號占8個bit, 則允許用的最大主機數(shù)為2的8次方，為256，但是也要除去全0和全1的情況，所以能用的最大主機數(shù)是254。7-07 試說明IP地址與物理地址的區(qū)別。為什

28、么要使用這兩種不同的地址？答首部應(yīng)用層數(shù)據(jù)首部首部尾部TCP數(shù)據(jù)報IP數(shù)據(jù)報MAC楨網(wǎng)絡(luò)層及以上使用IP地址鏈路層及以下使用硬件地址如上圖所示，IP地址在IP數(shù)據(jù)報的首部，而硬件地址則放在MAC幀的首部。在網(wǎng)絡(luò)層以上使用的是IP地址，而鏈路層及以下使用的是硬件地址。 在IP層抽象的互連網(wǎng)上，我們看到的只是IP數(shù)據(jù)報，路由器根據(jù)目的站的IP地址進行選路。在具體的物理網(wǎng)絡(luò)的鏈路層，我們看到的只是MAC幀，IP數(shù)據(jù)報被封裝在MAC幀里面。MAC幀在不同的網(wǎng)絡(luò)上傳送時，其MAC幀的首部是不同的。這種變化，在上面的IP層上是看不到的。每個路由器都有IP地址和硬件地址。使用IP地址與硬件地址，盡管連接在一

29、起的網(wǎng)絡(luò)的硬件地址體系各不相同，但IP層抽象的互連網(wǎng)卻屏蔽了下層這些很復(fù)雜的細節(jié)，并使我們能夠使用統(tǒng)一的、抽象的IP地址進行通信。7-08IP地址方案與我國的電話號碼體制的主要不同點是什么？答：IP地址分為網(wǎng)絡(luò)號和主機號，它不反映有關(guān)主機地理位置的信息。而電話號碼反映有關(guān)電話的地理位置的信息，同一地域的電話號碼相似，比如說，我們學(xué)校都是8230開頭的。注：我國電話號碼體制是按照行政區(qū)域劃分的層次結(jié)構(gòu)，同一地域的電話號碼有相同的若干位前綴。號碼相近的若干話機，其地理位置應(yīng)該相距較近。IP地址沒有此屬性，其網(wǎng)絡(luò)號和主機地理位置沒有關(guān)系。7-09 （1）子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0代表什么意

30、思？ （2）一網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)在掩碼為255.255.255.248，問該網(wǎng)絡(luò)能夠連接多少個主機？ （3）一A類網(wǎng)絡(luò)和一B類網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)號subnet-id分別為16bit和8bit的1，問這兩個網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼有何不同？ （4）一A類網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼為255.255.0.255，它是否為一個有效的子網(wǎng)掩碼？答：(1)可以代表C類地址對應(yīng)的子網(wǎng)掩碼默認值；也能表示A類和B類地址的掩碼,前24位決定網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)號，后8位決定主機號.(用24bit表示網(wǎng)絡(luò)部分地址，包括網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)號)(2)255.255.255.248化成二進制序列為：11111111 11111111 11111111 11111000，根

31、據(jù)掩碼的定義，后三位是主機號，一共可以表示8個主機號，除掉全0和全1的兩個，該網(wǎng)絡(luò)能夠接6個主機.(3)子網(wǎng)掩碼的形式是一樣的，都是255.255.255.0；但是子網(wǎng)的數(shù)目不一樣，前者為65534，后者為254.(4)子網(wǎng)掩碼由一連串的1和一連串的0組成，1代表網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)號，0對應(yīng)主機號.255.255.0.255變成二進制形式是：11111111 11111111 00000000 11111111.可見，是一個有效的子網(wǎng)掩碼，但是不是一個方便使用的解決辦法.7-10C類網(wǎng)絡(luò)使用子網(wǎng)掩碼有無實際意義？為什么？有，可以提高網(wǎng)絡(luò)利用率。注：實際環(huán)境中可能存在將C類網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址進一步劃分為子網(wǎng)的

32、情況，需要掩碼說明子網(wǎng)號的劃分。C類網(wǎng)參加互連網(wǎng)的路由，也應(yīng)該使用子網(wǎng)掩碼進行統(tǒng)一的IP路由運算。C類網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼是255.255.255.0。7-11辨認以下IP地址的網(wǎng)絡(luò)類別。(1) B類網(wǎng)(2)A類網(wǎng)(3)B類網(wǎng)(4)C類網(wǎng)(5)A類網(wǎng)(6)C類網(wǎng)解題思路：A類地址以1-126開始，B類地址以128-191開始，C類地址以192-223開始。7-12 IP數(shù)據(jù)報中的首部校驗和并不檢驗數(shù)據(jù)報中的數(shù)據(jù)，這樣做的最大好處是什么？壞處是什么？答：好處是數(shù)據(jù)報每經(jīng)過一個結(jié)點，結(jié)點只檢查首部的數(shù)據(jù)和，使結(jié)點工作量降低，網(wǎng)絡(luò)速度加快。壞處是只檢驗首部，不包括數(shù)據(jù)部分，即使數(shù)據(jù)出錯也沒法得知，只有到目的

33、主機才能發(fā)現(xiàn)。注：IP報文傳輸?shù)倪^程中，中間路由器需要重新計算首部檢驗和，所有數(shù)據(jù)參加計算效率太低。7-13 當(dāng)某個路由器發(fā)現(xiàn)一數(shù)據(jù)報的檢驗和有差錯時，為什么采取丟棄的辦法而不是要求源站重傳此數(shù)據(jù)報？計算首部檢驗和為什么不采用CRC檢驗碼？答：之所以不要求源站重發(fā)，是因為地址子段也有可能出錯，從而找不到正確的源站. 數(shù)據(jù)報每經(jīng)過一個結(jié)點，結(jié)點處理機就要計算一下校驗和.不用CRC，就是為了簡化計算.注：源站數(shù)據(jù)報發(fā)送完畢，并沒有緩存，已經(jīng)無法重發(fā)了。地址字段本身出錯也是原因之一。CRC檢驗碼需要使用多項式除法，逐站使用代價太高。7-14 在因特網(wǎng)中分段傳送的數(shù)據(jù)報在最后的目的主機進行組裝。還可以

34、有另一種做法，即通過了一個網(wǎng)絡(luò)就進行一次組裝。試比較這兩種方法的優(yōu)劣。答：前一種方法對于所傳數(shù)據(jù)報來講僅需要進行一次分段一次組裝，用于分段和組裝的開銷相對較小。但主機若在最終組裝時發(fā)現(xiàn)分組丟失，則整個數(shù)據(jù)報要重新傳輸，時間開銷很大。后一種方法分段和組裝的次數(shù)要由各個網(wǎng)絡(luò)所允許的最大數(shù)據(jù)報長度來決用于分段和組裝的開銷相對較大。但若通過一個網(wǎng)絡(luò)后組裝時發(fā)現(xiàn)分段丟失，可以及時地重傳數(shù)據(jù)報，時間開銷較前者小，同時可靠性提高。注： 在目的機重組的分段處理叫不透明分段。在網(wǎng)關(guān)重組的分段處理叫透明分段。兩者特點的比較如下：不透明分段： 透明分段：主機負擔(dān)增加 網(wǎng)關(guān)分段重組，開銷增大分段后經(jīng)過更大MTU網(wǎng)絡(luò)，

35、帶寬浪費 合理利用帶寬分段后，附加信息開銷增大一個分組的所有分段，走相同的路徑，喪失性能網(wǎng)上分組增多易丟失7-15一個3200bit長的TCP報文傳到IP層，加上160bit的首部后成為數(shù)據(jù)報。下面的互聯(lián)網(wǎng)有兩個局域網(wǎng)通過路由器連接起來。但第二個局域網(wǎng)所能傳送的最長數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)部分只有1200bit。因此數(shù)據(jù)報在路由器必須進行分片。試問第二個局域網(wǎng)向其上層要傳送多少比特的數(shù)據(jù)（這里的數(shù)據(jù)當(dāng)然指的是局域網(wǎng)看得見的數(shù)據(jù)）？答: IP數(shù)據(jù)報的長為: 3200+160=3360bit第二個局域網(wǎng)分片應(yīng)分為:3200/1200=3片.三片的首部共為:160*3=480bit 則 總共要傳送的數(shù)據(jù)共32

36、00+480=3680bit.注：本題保留著原題提交的答案，便于大家比較因為分片必須以8字節(jié)為單位，使用字節(jié)單位進行計算IP數(shù)據(jù)報長度為：20+400 B第二個局域網(wǎng)數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)部分能容納150B, 去掉20B的分片首部，每片數(shù)據(jù)長度用8個字節(jié)為單位，最多128B。原IP數(shù)據(jù)報應(yīng)分成4片。最后一片數(shù)據(jù)長度是400-128*3=12B第二個局域網(wǎng)向其上層要傳送數(shù)據(jù)量是4個頭部+原來的數(shù)據(jù)=480B=3840bit7-16答：（1）接口0（2）R2 （3）R4（4）R3（5）R4方法：用目標網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)掩碼相與，若結(jié)果出現(xiàn)在目的網(wǎng)絡(luò)中，則轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)的下一站，若沒有出現(xiàn)在目的網(wǎng)絡(luò)中，則轉(zhuǎn)發(fā)到默認站（

37、R4）。注：計算中注意IP地址和掩碼最后一個字節(jié)展開成二進制計算。7-17 某單位分配到一個B類地址，其net-id為129.250.0.0。該單位有4000多臺機器。分布在16個不同的地方。如選用子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，試給每一個地點分配一個子網(wǎng)掩碼，并算出每個地點主機號碼的最大值和最小值。答：該單位機器分布在16個不同的地方，其子網(wǎng)號為4位即可，但題中選用子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，故子網(wǎng)號為8位，則各個子網(wǎng)內(nèi)主機號由8位表示。其最大值為255，最小值為0。根據(jù)題中所給信息，可知對于這樣一個B類地址，可以有28個子網(wǎng)號，每個子網(wǎng)中可以包含28（256）個主機。題目中

38、要求4000多臺機器分布在16個不同的地點，故，可以從256個子網(wǎng)號中任意選16個作為這16個地方的子網(wǎng)號。分配如下：子網(wǎng)號 主機號碼最小值 主機號碼最大值1(00000001) 1 2542(00000010) 1 2543(00000011) 1 2544(00000100) 1 254 5(00000101) 1 2546(00000110) 1 2547(00000111) 1 2548(00001000) 1 2549(00001001) 1 25410(00001010) 1 25411(00001011) 1 25412(00001100) 1 25413(00001101) 1

39、 25414(00001110) 1 25415(00001111) 1 25416(00010000) 1 2547-18一個數(shù)據(jù)報的首部長度為20字節(jié)，數(shù)據(jù)部分長度為1024字節(jié)?，F(xiàn)在經(jīng)過三個網(wǎng)絡(luò)發(fā)往目的主機。三個網(wǎng)絡(luò)所允許的數(shù)據(jù)報最大長度按順序分別為：1200字節(jié)，532字節(jié)和276字節(jié)。試問：（1） 通過第一個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)報有幾個？各包括多少字節(jié)的數(shù)據(jù)？（2） 通過第一個網(wǎng)絡(luò)的各數(shù)據(jù)報的首部中的標志和段偏移字段應(yīng)為何值？報文總長度=1024+20=1044字節(jié)（一）：如果通過第一個網(wǎng)絡(luò)所允許的數(shù)據(jù)報最大長度為：1200字節(jié)>1044字節(jié),所以通過第一個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)報有1個，包括104

40、4個字節(jié).首部標志為0。段偏移字段應(yīng)為0 0000 0000 0000。（二）：如果通過第一個網(wǎng)絡(luò)所允許的數(shù)據(jù)報最大長度為：532字節(jié)<1044字節(jié)，所以通過第一個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)報有2個，A：包括512字節(jié)數(shù)據(jù)B：包括512字節(jié)數(shù)據(jù)首部標志：A：1 B：0。段偏移：A：0 0000 0000 0000 B：00000 0100 0000（三）如果通過第一個網(wǎng)絡(luò)所允許的數(shù)據(jù)報最大長度為：276字節(jié)<1044字節(jié),所以通過第一個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)報有4個，A：包括256字節(jié)數(shù)據(jù)B：包括256字節(jié)數(shù)據(jù)C：包括256字節(jié)數(shù)據(jù)D：包括256字節(jié)數(shù)據(jù)首部標志：A：1 B：1 C：1 D：0段偏移：A：0

41、0000 0000 0000 B：0 0000 0010 0000 C：0 0000 0100 0000 D：0 0000 0110 0000注：這樣的題目可能要求計算的還有通過三個網(wǎng)絡(luò)時數(shù)據(jù)報是如何分片的。注意分片是按8個字節(jié)為單位進行的。此外，題目中允許的數(shù)據(jù)報最大長度是包含頭部數(shù)據(jù)的。答案的二進制數(shù)寫成十進制數(shù)更清楚。7-19寫出INTERNET的IP層查找路由算法如下：（1） 從數(shù)據(jù)報的首部提取目的站的IP地址D，得出目的站的網(wǎng)絡(luò)號為N。（2） 若N就是與此路由器直接相連的某一個網(wǎng)絡(luò)號，則不需要再經(jīng)過其他的路由器，而直接通過該網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)報交付給目的站D（這里包括將目的主機地址D轉(zhuǎn)換為具

42、體的物理地址，將數(shù)據(jù)報封裝為MAC幀，再發(fā)送此幀）；否則，執(zhí)行（3）。（3） 若路由表中有目的地址為D的指明主機路由，則將數(shù)據(jù)報傳遞給路由表中所指明的下一站路由器；否則，執(zhí)行（4）。（4） 若路由表中有到達網(wǎng)絡(luò)N的路由，則將數(shù)據(jù)報傳遞給路由表中所指明的下一站路由器；否則，執(zhí)行（5）。（5） 若路由表中有子網(wǎng)掩碼一項，就表示使用了子網(wǎng)掩碼，這時應(yīng)對路由表中的每一行，用子網(wǎng)掩碼進行和目的站IP地址D相“與”的運算，設(shè)得出結(jié)果為M。若 M等于這一行中的目的站網(wǎng)絡(luò)號，則將數(shù)據(jù)報傳遞給路由表中所指明的下一站路由器；否則，執(zhí)行（6）。（6） 若路由表中有一個默認路由，則將數(shù)據(jù)報傳遞給路由表中所指明的默認路

43、由器；否則，執(zhí)行（7）。（7） 報告路由選擇出錯。7-20答：在圖7-16中，我們可以發(fā)現(xiàn)，路由器R2連接到了兩個網(wǎng)上，所以這個路由器就要有兩個不同的IP地址。在R1的路由表中，寫明要到達網(wǎng)3與網(wǎng)4必須要經(jīng)過R2,而R1與R2要經(jīng)過網(wǎng)2，所以下一站路由器的IP地址必須是與網(wǎng)2連接的R2端口的IP地址。同理，R3到網(wǎng)1與網(wǎng)2要經(jīng)過的路由器的IP地址必須是與網(wǎng)3連接的R2端口的IP地址。7-21答：（1）D-HA、S-HA在MAC幀首部，D-IP、S-IP在IP數(shù)據(jù)包首部（2）F1（W，P，Y，Q）F2（W，P，Y，Q）F3（X，T，Y，Q）注：A到H的數(shù)據(jù)報，首部D-IP、S-IP的值在轉(zhuǎn)發(fā)過程

44、中始終不變，為Q和Y，網(wǎng)橋只在MAC層轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，并不對幀格式的地址字段進行變換。7-22 在什么情況下需要使用源站選路？答：廣播時需要用到源站選路。注：廣播時是否一定使用源站選路我不是十分確定，源站選路主要使用在測量報文中，可以使網(wǎng)絡(luò)管理員了解網(wǎng)絡(luò)中某一條通路的通信狀況是否正常。7-23IGP和EGP這兩類協(xié)議的主要區(qū)別是什么？答:IGP：內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，只關(guān)心本自治系統(tǒng)內(nèi)如何傳送數(shù)據(jù)報，與互聯(lián)網(wǎng)中其他自治系統(tǒng)使用什么協(xié)議無關(guān)。EGP:外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，在不同的AS邊界傳遞路由信息的協(xié)議，不關(guān)心AS內(nèi)部使用何種協(xié)議。注：IGP 主要考慮AS內(nèi)部如何高效地工作，絕大多數(shù)情況找到最佳路由，對費用和代價

45、的有多種解釋。EGP必須考慮其他方面的政策，需要多條路由。代價費用方面可能可達性更重要。7-24 試簡述RIP，OSPF和BGP選路協(xié)議的主要特點。答：主要特點RIPOSPFBGP網(wǎng)關(guān)協(xié)議內(nèi)部內(nèi)部外部路由表內(nèi)容目的網(wǎng)，下一站，距離 目的網(wǎng)，下一站，距離目的網(wǎng)，完整路由最優(yōu)通路依據(jù)跳數(shù)費用多種策略算法距離矢量鏈路狀態(tài)距離矢量傳送方式運輸層UDPIP數(shù)據(jù)報建立TCP連接其他簡單效率低跳數(shù)為16不可達好消息傳的快，壞消息傳的慢效率高路由器頻繁交換信息，難維持一致性規(guī)模大，統(tǒng)一度量，可達性7-25IGMP協(xié)議的要點是什么？隧道技術(shù)是怎樣使用的？答：要點有：1、IGMP是用來進行多播的，采用多播協(xié)議可以

46、明顯地減輕網(wǎng)絡(luò)中各種資源的消耗，IP多播實際上只是硬件多播的一種抽象；2、IGMP只有兩種分組，即詢問分組和響應(yīng)分組。IGMP使用IP數(shù)據(jù)報傳遞其報文，但它也向IP提供服務(wù)；3、IGMP屬于整個網(wǎng)際協(xié)議IP的一個組成部分，IGMP也是TCP/IP的一個標準。 隧道技術(shù)使用：當(dāng)多播數(shù)據(jù)報在傳輸過程中，若遇到不運行多播路由器或網(wǎng)絡(luò)，路由器就對多播數(shù)據(jù)報進行再次封裝（即加上一個普通數(shù)據(jù)報的首部，使之成為一個向單一目的站發(fā)送的單播數(shù)據(jù)報），通過了隧道以后，再由路由器剝?nèi)テ涫撞?，使它又恢?fù)成原來的多播數(shù)據(jù)報，繼續(xù)向多個目的站轉(zhuǎn)發(fā)。7-26建議的IPv6沒有首部檢驗和.這樣做的優(yōu)缺點是什么? 答:16位的首部檢驗和字段保證IP分組頭值的完整性，但當(dāng)IP分組頭通過路由器時,分組頭發(fā)生變化,檢驗和必須重算.若無此段則使路由器更快的處理分組,從而可以改善吞吐率.但在可靠度低的網(wǎng)絡(luò)里,容易出錯.7-27 討論一下：128bit的