計算機網(wǎng)絡(第六版)課后習題答案

1、計算機網(wǎng)絡課后習題答案第一章概述1-1 計算機網(wǎng)絡向用戶可以提供哪些服務？答：計算機網(wǎng)絡向用戶提供的最重要的功能有兩個，連通性和共享。1-3 試從多個方面比較電路交換、報文交換和分組交換的主要優(yōu)缺點。答：（1）電路交換電路交換就是計算機終端之間通信時，一方發(fā)起呼叫，獨占一條物理線路。當交換機完成接續(xù)，對方收到發(fā)起端的信號，雙方即可進行通信。在整個通信過程中雙方一直占用該電路。它的特點是實時性強，時延小，交換設備成本較低。但同時也帶來線路利用率低，電路接續(xù)時間長，通信效率低，不同類型終端用戶之間不能通信等缺點。電路交換比較適用于信息量大、長報文，經(jīng)常使用的固定用戶之間的通信。（2）報文交換將用戶

2、的報文存儲在交換機的存儲器中。當所需要的輸出電路空閑時，再將該報文發(fā)向接收交換機或終端，它以“存儲轉(zhuǎn)發(fā)”方式在網(wǎng)內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)。報文交換的優(yōu)點是中繼電路利用率高，可以多個用戶同時在一條線路上傳送，可實現(xiàn)不同速率、不同規(guī)程的終端間互通。但它的缺點也是顯而易見的。以報文為單位進行存儲轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡傳輸時延大，且占用大量的交換機內(nèi)存和外存，不能滿足對實時性要求高的用戶。報文交換適用于傳輸?shù)膱笪妮^短、實時性要求較低的網(wǎng)絡用戶之間的通信，如公用電報網(wǎng)。（3）分組交換分組交換實質(zhì)上是在“存儲轉(zhuǎn)發(fā)”基礎上發(fā)展起來的。它兼有電路交換和報文交換的優(yōu)點。分組交換在線路上采用動態(tài)復用技術(shù)傳送按一定長度分割為許多小段的數(shù)據(jù)分

3、組。每個分組標識后，在一條物理線路上采用動態(tài)復用的技術(shù)，同時傳送多個數(shù)據(jù)分組。把來自用戶發(fā)端的數(shù)據(jù)暫存在交換機的存儲器內(nèi)，接著在網(wǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)。到達接收端，再去掉分組頭將各數(shù)據(jù)字段按順序重新裝配成完整的報文。分組交換比電路交換的電路利用率高，比報文交換的傳輸時延小，交互性好。1-5 因特網(wǎng)的發(fā)展大致分為哪幾個階段？請指出這幾個階段最主要的特點。答：第一階段是從單個網(wǎng)絡ARPANRET 向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程。最初的分組交換網(wǎng)ARPANET 只是一個單個的分組交換網(wǎng)，所有要連接在ARPANET 上的主機都直接與就近的結(jié)點交換機相連。而后發(fā)展為所有使用TCP/IP 協(xié)議的計算機都能利用互聯(lián)網(wǎng)相互通信。第二階

4、段是1985-1993 年，特點是建成了三級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)第三階段是1993 年至今，特點是逐漸形成了多層次ISP 結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。 1-12 因特網(wǎng)的兩大組成部分（邊緣部分與核心部分）的特點是什么？他們的工作方式各有什么特點？答：邊緣部分由所有連接在因特網(wǎng)上的主機組成。這部分是用戶直接使用的，用來進行通信（傳送數(shù)據(jù)、音頻或視頻）和資源共享。核心部分由大量網(wǎng)絡和連接這些網(wǎng)絡的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服務的（提供連通性和交換）。在網(wǎng)絡邊緣的端系統(tǒng)中運行的程序之間的通信方式通?？蓜澐譃閮纱箢悾嚎蛻舴掌鞣绞剑–/S 方式）即Client/Server 方式，對等方式（P2P 方式）即Peer

5、-to-Peer 方式客戶(client)和服務器(server)都是指通信中所涉及的兩個應用進程?？蛻舴掌鞣绞剿枋龅氖沁M程之間服務和被服務的關(guān)系?？蛻羰欠盏恼埱蠓?，服務器是服務的提供方。被用戶調(diào)用后運行，在打算通信時主動向遠地服務器發(fā)起通信（請求服務）。因此，客戶程序必須知道服務器程序的地址。不需要特殊的硬件和很復雜的操作系統(tǒng)。一種專門用來提供某種服務的程序，可同時處理多個遠地或本地客戶的請求。系統(tǒng)啟動后即自動調(diào)用并一直不斷地運行著，被動地等待并接受來自各地的客戶的通信請求。因此，服務器程序不需要知道客戶程序的地址。一般需要強大的硬件和高級的操作系統(tǒng)支持。對等連接方式從本質(zhì)上看仍然是使

6、用客戶服務器方式，只是對等連接中的每一個主機既是客戶又同時是服務器。網(wǎng)絡核心部分是因特網(wǎng)中最復雜的部分。網(wǎng)絡中的核心部分要向網(wǎng)絡邊緣中的大量主機提供連通性，使邊緣部分中的任何一個主機都能夠向其他主機通信（即傳送或接收各種形式的數(shù)據(jù)）。在網(wǎng)絡核心部分起特殊作用的是路由器(router)。路由器是實現(xiàn)分組交換(packetswitching)的關(guān)鍵構(gòu)件，其任務是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡核心部分最重要的功能。路由器是實現(xiàn)分組交換(packet switching)的關(guān)鍵構(gòu)件，其任務是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡核心部分最重要的功能1-13 客戶服務方式與對等通信方式的主要區(qū)別是什么？有沒有相同的地方？答

7、：客戶服務器方式是一點對多點的，對等通信方式是點對點的。被用戶調(diào)用后運行，在打算通信時主動向遠地服務器發(fā)起通信（請求服務）。因此，客戶程序必須知道服務器程序的地址。系統(tǒng)啟動后即自動調(diào)用并一直不斷地運行著，被動地等待并接受來自各地的客戶的通信請求。因此，服務器程序不需要知道客戶程序的地址。對等連接方式從本質(zhì)上看仍然是使用客戶服務器方式，只是對等連接中的每一個主機既是客戶又同時是服務器。對等連接也需要知道對方的服務器地址。1-14 計算機網(wǎng)絡有哪些常用的性能指標？答：1.速率比特（bit）是計算機中數(shù)據(jù)量的單位，也是信息論中使用的信息量的單位。Bit 來源于binary digit，意思是一個“二

8、進制數(shù)字”，因此一個比特就是二進制數(shù)字中的一個1 或0。速率即數(shù)據(jù)率(data rate)或比特率(bit rate)是計算機網(wǎng)絡中最重要的一個性能指標。速率的單位是b/s，或kb/s, Mb/s, Gb/s 等。速率往往是指額定速率或標稱速率。2.帶寬“帶寬”(bandwidth)本來是指信號具有的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）?，F(xiàn)在“帶寬”是數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率”的同義語，單位是“比特每秒”，或b/s(bit/s)。3.吞吐量吞吐量(throughput)表示在單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡（或信道、接口）的數(shù)據(jù)量。吞吐量更經(jīng)常地用于對現(xiàn)實世界中的網(wǎng)絡的一種測量，以便知道實際

9、上到底有多少數(shù)據(jù)量能夠通過網(wǎng)絡。吞吐量受網(wǎng)絡的帶寬或網(wǎng)絡的額定速率的限制。4.時延傳輸時延（發(fā)送時延） 發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點進入到傳輸媒體所需要的時間。也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個比特算起，到該幀的最后一個比特發(fā)送完畢所需的時間。5.時延帶寬積6.往返時間RTT7.利用率1-15 假定網(wǎng)絡的利用率到達了90%。試估算已選現(xiàn)在的網(wǎng)絡時延是他的最小值的多少倍？答：D0 表示網(wǎng)絡空閑時的時延，D 表示當前網(wǎng)絡的時延。U 為利用率則： D=D0/(1-U) 即D=10 D0 。1-17 收發(fā)兩端之間的傳輸距離為1000km，信號在媒體上的傳播速率為2.3108 。試計算以下兩種情況的發(fā)送時延和傳播時

10、延：（1） 數(shù)據(jù)長度為107bit，數(shù)據(jù)發(fā)送速率為100kbit/s，傳播距離為1000km，信號在媒體上的傳播速率為2108m/s。（2） 數(shù)據(jù)長度為103bit，數(shù)據(jù)發(fā)送速率為1Gbit/s，傳輸距離和信號在媒體上的傳播速率同上。答：（1）：發(fā)送延遲=107/（1001000）=100s 傳播延遲=10001000/（2108）=510-3s=5ms （2）：發(fā)送延遲=103/（109）=10-6s=1us傳播延遲=10001000/（2108）=510-3s=5ms 1-18 、假設信號在媒體上的傳播速率為2.3108m/s。媒體長度l 分別為：(1) 10cm(網(wǎng)卡) (2) 100m

11、(局域網(wǎng)) (3) 100km(城域網(wǎng)) (4) 5000km(廣域網(wǎng))試計算當數(shù)據(jù)率為Mb/s1 和10Gb/s 時在以上媒體中正在傳播的比特數(shù)。答：傳播時延=信道長度/電磁波在信道上的傳播速率時延帶寬積=傳播時延*帶寬（1）0.1m/2.3/1081108b/s=0.bit（2）100m/2.3/1081108b/s=0.435bit（3）/2.3/1081108=435bit（4）5106/2.3/1081108=21739bit1-19、長度為100 字節(jié)的應用層數(shù)據(jù)交給運輸層傳送，需加上20 字節(jié)的TCP 首部。再交給網(wǎng)絡層傳送，需加上20 字節(jié)的IP 首部。最后交給數(shù)據(jù)鏈路層的以太

12、網(wǎng)傳送，加上首部和尾部18 字節(jié)。試求數(shù)據(jù)的傳輸效率。若應用層數(shù)據(jù)長度為1000 字節(jié)，數(shù)據(jù)的傳輸效率是多少？答：數(shù)據(jù)長度為100 字節(jié)時傳輸效率=100/（100+20+20+18）=63.3%數(shù)據(jù)長度為1000 字節(jié)時，傳輸效率=1000/（1000+20+20+18）=94.5%1-21 協(xié)議與服務有何區(qū)別？有何關(guān)系？答：協(xié)議是水平的，服務是垂直的。協(xié)議是“水平的”， 即協(xié)議是控制對等實體之間的通信的規(guī)則。服務是“垂直的”， 即服務是由下層向上層通過層間接口提供的。協(xié)議與服務的關(guān)系在協(xié)議的控制下，上層對下層進行調(diào)用，下層對上層進行服務，上下層間用交換原語交換信息。同層兩個實體間有時有連接

13、。1-24 試述五層協(xié)議的網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)的要點，包括各層的主要功能。答：所謂五層協(xié)議的網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)是為便于學習計算機網(wǎng)絡原理而采用的綜合了OSI 七層模型和TCP/IP 的四層模型而得到的五層模型。五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)見圖1-1 所示。 應用層；運輸層；網(wǎng)絡層；數(shù)據(jù)鏈路層；物理層圖1-1 五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)各層的主要功能：（1）應用層應用層確定進程之間通信的性質(zhì)以滿足用戶的需要。應用層不僅要提供應用進程所需要的信息交換和遠地操作，而且還要作為互相作用的應用進程的用戶代理（user agent),來完成一些為進行語義上有意義的信息交換所必須的功能。(2）運輸層任務是負責主機中兩個進程間的通信。因特網(wǎng)

14、的運輸層可使用兩種不同的協(xié)議。即面向連接的傳輸控制協(xié)議TCP 和無連接的用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP。面向連接的服務能夠提供可靠的交付。無連接服務則不能提供可靠的交付。只是best-effort delivery.(3)網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層負責為分組選擇合適的路由，使源主機運輸層所傳下來的分組能夠交付到目的主機。（4）數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層的任務是將在網(wǎng)絡層交下來的數(shù)據(jù)報組裝成幀（frame)，在兩個相鄰結(jié)點間的鏈路上實現(xiàn)幀的無差錯傳輸。（5）物理層物理層的任務就是透明地傳輸比特流?！巴该鞯貍魉捅忍亓鳌敝笇嶋H電路傳送后比特流沒有發(fā)生變化。物理層要考慮用多大的電壓代表“1”或“0”，以及當發(fā)送端發(fā)出比特“1”時，

15、接收端如何識別出這是“1”而不是“0”。物理層還要確定連接電纜的插頭應當有多少根腳以及各個腳如何連接。第二章物理層2-01 物理層要解決什么問題？物理層的主要特點是什么？（1）物理層要解決的主要問題：.物理層要盡可能屏蔽掉物理設備、傳輸媒體和通信手段的不同，使上面的數(shù)據(jù)鏈路層感覺不到這些差異的存在，而專注于完成本曾的協(xié)議與服務。.給其服務用戶（數(shù)據(jù)鏈路層）在一條物理的傳輸媒體上傳送和接收比特流（一般為串行按順序傳輸?shù)谋忍亓鳎┑哪芰?。為此，物理層應解決物理連接的建立、維持和釋放問題。.在兩個相鄰系統(tǒng)之間唯一地標識數(shù)據(jù)電路。（2）物理層的主要特點：.由于在OSI 之前，許多物理規(guī)程或協(xié)議已經(jīng)制定出

16、來了，而且在數(shù)據(jù)通信領域中，這些物理規(guī)程已被許多商品化的設備鎖采用。加之，物理層協(xié)議涉及的范圍廣泛，所以至今沒有按OSI 的抽象模型制定一套心的物理層協(xié)議，而是沿用已存在的物理規(guī)程，將物理層確定為描述與傳輸媒體接口的機械、電氣、功能和規(guī)程特性。.由于物理連接的方式很多，傳輸媒體的種類也很多，因此，具體的物理協(xié)議相當復雜。2-04 試解釋以下名詞：數(shù)據(jù)、信號、模擬數(shù)據(jù)、模擬信號、基帶信號、帶通信號、數(shù)字數(shù)據(jù)、數(shù)字信號、碼元、單工通信、半雙工通信、全雙工通信、串行傳輸、并行傳輸。答：數(shù)據(jù)：是運送信息的實體。信號：則是數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。模擬數(shù)據(jù)：運送信息的模擬信號。模擬信號：連續(xù)變化的信號。

17、基帶信號：來自信源的信號。帶通信號：經(jīng)過載波調(diào)制后的信號。數(shù)字信號：取值為有限的幾個離散值的信號。數(shù)字數(shù)據(jù)：取值為不連續(xù)數(shù)值的數(shù)據(jù)。碼元：在使用時間域的波形表示數(shù)字信號時，代表不同離散數(shù)值的基本波形單工通信：即只有一個方向的通信而沒有反方向的交互。半雙工通信：即通信和雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時發(fā)送（當然也不能同時接收）。這種通信方式是一方發(fā)送另一方接收，過一段時間再反過來。全雙工通信：即通信的雙方可以同時發(fā)送和接收信息?；鶐盘枺椿绢l帶信號）來自信源的信號。像計算機輸出的代表各種文字或圖像文件的數(shù)據(jù)信號都屬于基帶信號。帶通信號把基帶信號經(jīng)過載波調(diào)制后，把信號的頻率范圍搬移到較高的頻

18、段以便在信道中傳輸（即僅在一段頻率范圍內(nèi)能夠通過信道）。2-13 為什么要使用信道復用技術(shù)？常用的信道復用技術(shù)有哪些？答：信道復用的目的是讓不同的計算機連接到相同的信道上,以共享信道資源。在一條傳輸介質(zhì)上傳輸多個信號,提高線路的利用率，降低網(wǎng)絡的成本。這種共享技術(shù)就是多路復用技術(shù)。頻分復用（ FDM ，F(xiàn)req uency Division Multiplexing ）就是將用于傳輸信道的總帶寬劃分成若干個子頻帶（或稱子信道），每一個子信道傳輸1 路信號。頻分復用要求總頻率寬度大于各個子信道頻率之和，同時為了保證各子信道中所傳輸?shù)男盘柣ゲ桓蓴_，應在各子信道之間設立隔離帶，這樣就保證了各路信號互

19、不干擾（條件之一）。頻分復用技術(shù)的特點是所有子信道傳輸?shù)男盘栆圆⑿械姆绞焦ぷ?，每一路信號傳輸時可不考慮傳輸時延，因而頻分復用技術(shù)取得了非常廣泛的應用。時分復用（ TDM ，Time Division Multiplexing ）就是將提供給整個信道傳輸信息的時間劃分成若干時間片（簡稱時隙），并將這些時隙分配給每一個信號源使用，每一路信號在自己的時隙內(nèi)獨占信道進行數(shù)據(jù)傳輸。時分復用技術(shù)的特點是時隙事先規(guī)劃分配好且固定不變，所以有時也叫同步時分復用。其優(yōu)點是時隙分配固定，便于調(diào)節(jié)控制，適于數(shù)字信息的傳輸；缺點是當某信號源沒有數(shù)據(jù)傳輸時，它所對應的信道會出現(xiàn)空閑，而其他繁忙的信道無法占用這個空閑的信

20、道，因此會降低線路的利用率。時分復用技術(shù)與頻分復用技術(shù)一樣，有著非常廣泛的應用，電話就是其中最經(jīng)典的例子，此外時分復用技術(shù)在廣電也同樣取得了廣泛地應用，如SDH ，ATM，IP 和HFC 網(wǎng)絡中CM 與CMTS 的通信都是利用了時分復用的技術(shù)。2-14 試寫出下列英文縮寫的全文，并進行簡單的解釋。FDM，TDM，STDM，WDM，DWDM，CDMA，SONET，SDH，STM-1，OC-48答：FDM(frequency division multiplexing)頻分復用，同一時間同時發(fā)送多路信號。所有的用戶可以在同樣的時間占用不同的帶寬資源。TDM(Time Division Multip

21、lexing)時分復用，將一條物理信道按時間分成若干時間片輪流地給多個用戶使用，每一個時間片由復用的一個用戶占用，所有用戶在不同時間占用同樣的頻率寬度。STDM(Statistic Time Division Multiplexing)統(tǒng)計時分復用，一種改進的時分復用。不像時分復用那樣采取固定方式分配時隙，而是按需動態(tài)地分配時時隙。WDM(Wave Division Multiplexing)波分復用，在光信道上采用的一種頻分多路敷衍的變種，即光的頻分復用。不同光纖上的光波信號（常常是兩種光波信號）復用到一根長距離傳輸?shù)墓饫w上的復用方式。DWDM(Dense Wave Division Mul

22、tiplexing)密集波分復用，使用可見光頻譜的寬帶特征在單個光纖上同時傳輸多種光波信號的技術(shù)。DWDM 可以利用一根光纖同時傳輸多個波長，多路高速信號可以在光纖介質(zhì)中同時傳輸，每路信號占用不同波長。CDMA(Code Wave Division Multiplexing)碼分多址，是采用擴頻的碼分多址技術(shù)。用戶可以在同一時間、同一頻段上根據(jù)不同的編碼獲得業(yè)務信道。SONET(Synchronous Optical Network)同步光纖網(wǎng)，是以分級速率從155Mb/s 到2.5Gb/s的光纖數(shù)字化傳輸?shù)拿绹鴺藴?，它支持多媒體多路復用，允許聲音、視頻和數(shù)據(jù)格式與不同的傳輸協(xié)議一起在一條光纖

23、線路上傳輸。SDH(Synchronous Digital Hierarchy)同步數(shù)字系列指國際標準同步數(shù)字系列。SDH 簡化了復用和分用技術(shù)，需要時可直接接入到低速支路，而不經(jīng)過高速到低速的逐級分用，上下電路方便。STM-1(Synchronous Transfer Module)第1 級同步傳遞模塊，SDH 的基本速率，相當于SONET體系中的OC-3 速率。OC-48(Optical Carrier)第48 級光載波，是SONET 體系中的速率表示，對應于SDH 的STM-16速率，常用近似值2.5Gb/s.第三章數(shù)據(jù)鏈路層3-01、數(shù)據(jù)鏈路（即邏輯鏈路）與鏈路（即物理鏈路）有何區(qū)別？

24、“電路接通了”與“數(shù)據(jù)鏈路接通了”的區(qū)別何在？答： （1）數(shù)據(jù)鏈路與鏈路的區(qū)別在于數(shù)據(jù)鏈路除鏈路外，還必須有一些必要的規(guī)程來控制數(shù)據(jù)的傳輸。因此，數(shù)據(jù)鏈路比鏈路多了實現(xiàn)通信規(guī)程所需要的硬件和軟件。（2）“電路接通了”表示鏈路兩端的結(jié)點交換機已經(jīng)開機，物理連接已經(jīng)能夠傳送比特流了。但是，數(shù)據(jù)傳輸并不可靠。在物理連接基礎上，再建立數(shù)據(jù)鏈路連接，才是“數(shù)據(jù)鏈路接通了”。此后，由于數(shù)據(jù)鏈路連接具有檢測、確認和重傳等功能，才使不太可靠的物理鏈路變成可靠的數(shù)據(jù)鏈路，進行可靠的數(shù)據(jù)傳輸。當數(shù)據(jù)鏈路斷開連接時，物理電路連接不一定跟著斷開連接。3-04、數(shù)據(jù)鏈路層的三個基本問題（幀定界、透明傳輸和差錯檢測）為什

25、么都必須加以解決？答： 幀定界使收方能從收到的比特流中準確地區(qū)分出一個幀的開始和結(jié)束在什么地方；透明傳輸使得不管所傳數(shù)據(jù)是什么樣的比特組合，都應當能夠在鏈路上傳送，因此很重要；差錯控制主要包括差錯檢測和差錯糾正，旨在降低傳輸?shù)谋忍夭铄e率，因此也必須解決。3-07 要發(fā)送的數(shù)據(jù)為。采用CRC 的生成多項式是P(x)=x4+x+1 。試求應添加在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)。數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后一個1 變成了0，問接收端能否發(fā)現(xiàn)？若數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后兩個1 都變成了0，問接收端能否發(fā)現(xiàn)？答：添加的檢驗序列為1110 （000 除以10011） 數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后一個1 變成了0，110 除以10011，余數(shù)

26、為011，不為0，接收端可以發(fā)現(xiàn)差錯。數(shù)據(jù)在傳輸過程中最后兩個1 都變成了0，110 除以10011，余數(shù)為101，不為0，接收端可以發(fā)現(xiàn)差錯。3-08要發(fā)送的數(shù)據(jù)為。采用CRC 的生成多項式是P(X)=X3+1。試求應添加在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)。解：余數(shù)是011。3-15 什么叫做傳統(tǒng)以太網(wǎng)？以太網(wǎng)有哪兩個主要標準？答：以太網(wǎng)是當今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標準，組建于七十年代早期。Ethernet(以太網(wǎng)）是一種傳輸速率為10Mbps 的常用局域網(wǎng)（LAN）標準。在以太網(wǎng)中，所有計算機被連接一條同軸電纜上，采用具有沖突檢測的載波感應多處訪問（CSMA/CD）方法，采用競爭機制和總線拓樸結(jié)構(gòu)

27、?；旧?，以太網(wǎng)由共享傳輸媒體，如雙絞線電纜或同軸電纜和多端口集線器、網(wǎng)橋或交換機構(gòu)成。在星型或總線型配置結(jié)構(gòu)中，集線器/交換機/網(wǎng)橋通過電纜使得計算機、打印機和工作站彼此之間相互連接。有DIX Ethernet V2 標準和802.3 標準。3-18 試說明10BASE-T 中的“10”、“BASE”和“T”所代表的意思。答：10BASE-T：“10”表示數(shù)據(jù)率為10Mb/s，“BASE”表示電纜上的信號是基帶信號，“T”表示使用雙絞線的最大長度是500m。 3-22 假定在使用CSMA/CD 協(xié)議的10Mb/s 以太網(wǎng)中某個站在發(fā)送數(shù)據(jù)時檢測到碰撞，執(zhí)行退避算法時選擇了隨機數(shù)r=100.試

28、問這個站需要等多長時間后才能再次發(fā)送數(shù)據(jù)？如果是100Mb/s 的以太網(wǎng)呢？答：對于10Mb/s 的以太網(wǎng)，等待時間是5.12 毫秒對于100Mb/s 的以太網(wǎng)，等待時間是512 微妙。3-24 假定站點A 和B 在同一個10Mb/s 以太網(wǎng)網(wǎng)段上。這兩個站點之間的時延為225 比特時間?，F(xiàn)假定A 開始發(fā)送一幀，并且在A 發(fā)送結(jié)束之前B 也發(fā)送一幀。如果A 發(fā)送的是以太網(wǎng)所容許的最短的幀，那么A 在檢測到和B 發(fā)生碰撞之前能否把自己的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢？換言之，如果A 在發(fā)送完畢之前并沒有檢測到碰撞，那么能否肯定A 所發(fā)送到幀不會和B發(fā)送的幀發(fā)生碰撞？（提示：在計算時應當考慮到每一個以太網(wǎng)幀在發(fā)送到

29、信道上時，在MAC幀前面還要增加若干字節(jié)的前同步碼和幀定界符）答：設在t=0 時A 開始發(fā)送。在t=576 比特時間，A 應當發(fā)送完畢。t=225 比特時間，B 就檢測出A 的信號。只要B 在t=224 比特時間之前發(fā)送數(shù)據(jù)，A 在發(fā)送完畢之前就一定檢測到碰撞。就能夠肯定以后也不會再發(fā)送碰撞了。如果A 在發(fā)送完畢之前并沒有檢測到碰撞，那么就能夠肯定A 所發(fā)送到幀不會和B 發(fā)送的幀發(fā)生碰撞（當然也不會和其他的站點發(fā)送碰撞）。3-31 網(wǎng)橋的工作原理和特點是什么？網(wǎng)橋與轉(zhuǎn)發(fā)器以及以太網(wǎng)交換機有何異同？答：網(wǎng)橋的每個端口與一個網(wǎng)段相連，網(wǎng)橋從端口接收網(wǎng)段上傳送的各種幀。每當收到一個幀時，就先暫存在其

30、緩沖中。若此幀未出現(xiàn)差錯，且欲發(fā)往的目的站MAC 地址屬于另一網(wǎng)段，則通過查找站表，將收到的幀送往對應的端口轉(zhuǎn)發(fā)出去。若該幀出現(xiàn)差錯，則丟棄此幀。網(wǎng)橋過濾了通信量，擴大了物理范圍，提高了可靠性，可互連不同物理層、不同MAC 子層和不同速率的局域網(wǎng)。但同時也增加了時延，對用戶太多和通信量太大的局域網(wǎng)不適合。網(wǎng)橋與轉(zhuǎn)發(fā)器不同，（1）網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，而轉(zhuǎn)發(fā)器工作在物理層；（2）網(wǎng)橋不像轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)所有的幀，而是只轉(zhuǎn)發(fā)未出現(xiàn)差錯，且目的站屬于另一網(wǎng)絡的幀或廣播幀；（3）轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)一幀時不用檢測傳輸媒體，而網(wǎng)橋在轉(zhuǎn)發(fā)一幀前必須執(zhí)行CSMA/CD 算法；（4）網(wǎng)橋和轉(zhuǎn)發(fā)器都有擴展局域網(wǎng)的作用，但網(wǎng)橋還

31、能提高局域網(wǎng)的效率并連接不同MAC 子層和不同速率局域網(wǎng)的作用。以太網(wǎng)交換機通常有十幾個端口，而網(wǎng)橋一般只有2-4 個端口；它們都工作在數(shù)據(jù)鏈路層；網(wǎng)橋的端口一般連接到局域網(wǎng)，而以太網(wǎng)的每個接口都直接與主機相連，交換機允許多對計算機間能同時通信，而網(wǎng)橋允許每個網(wǎng)段上的計算機同時通信。所以實質(zhì)上以太網(wǎng)交換機是一個多端口的網(wǎng)橋，連到交換機上的每臺計算機就像連到網(wǎng)橋的一個局域網(wǎng)段上。網(wǎng)橋采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式進行轉(zhuǎn)發(fā)，而以太網(wǎng)交換機還可采用直通方式轉(zhuǎn)發(fā)。以太網(wǎng)交換機采用了專用的交換機構(gòu)芯片，轉(zhuǎn)發(fā)速度比網(wǎng)橋快。3-32 現(xiàn)有五個站分別連接在三個局域網(wǎng)上，并且用兩個透明網(wǎng)橋連接起來，如下圖所示。每一個網(wǎng)橋的兩

32、個端口號都標明在圖上。在一開始，兩個網(wǎng)橋中的轉(zhuǎn)發(fā)表都是空的。以后有以下各站向其他的站發(fā)送了數(shù)據(jù)幀，即H1 發(fā)送給H5，H3 發(fā)送給H2，H4 發(fā)送給H3，H2發(fā)送給H1。試發(fā)送的幀B1的轉(zhuǎn)發(fā)表B2的轉(zhuǎn)發(fā)表B1的處理（轉(zhuǎn)發(fā)？丟棄？登記？）B2的處理（轉(zhuǎn)發(fā)？丟棄？登記？）地址接口地址接口AEA1A1轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表CBC2C1轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表DCD2D2寫入轉(zhuǎn)發(fā)表，丟棄不轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)，寫入轉(zhuǎn)發(fā)表BAB1寫入轉(zhuǎn)發(fā)表，丟棄不轉(zhuǎn)發(fā)接收不到這個幀 將有關(guān)數(shù)據(jù)填寫在下表中M A C 1 M A C 2 M A C 3 M A C 4 M A C 5H1 H2H3H4 H5B1 B

33、21 2 1 2答：第4 章網(wǎng)絡層4-01 網(wǎng)絡層向上提供的服務有哪兩種？試比較其優(yōu)缺點。答案：虛電路服務和數(shù)據(jù)報服務。虛電路的優(yōu)點：虛電路服務是面向連接的，網(wǎng)絡能夠保證分組總是按照發(fā)送順序到達目的站，且不丟失、不重復，提供可靠的端到端數(shù)據(jù)傳輸；目的站地址僅在連接建立階段使用，每個分組使用短的虛電路號，使分組的控制信息部分的比特數(shù)減少，減少了額外開銷；端到端的差錯處理和流量控制可以由分組交換網(wǎng)負責，也可以由用戶機負責。虛電路服務適用于通信信息量大、速率要求高、傳輸可靠性要求高的場合。虛電路的缺點：虛電路服進行轉(zhuǎn)發(fā)；當結(jié)點發(fā)生故障時，所有通過出故障的結(jié)點的虛電路均不能工作。數(shù)據(jù)報的優(yōu)點：數(shù)據(jù)報服

34、務不需要建立連接；每個分組獨立選擇路由進行轉(zhuǎn)發(fā)，當某個結(jié)點發(fā)生故障時，后續(xù)的分組可以另選路由，因而提高了通信的可靠性。數(shù)據(jù)報服務的靈活性好，適用于傳輸可靠性要求不高、通信子網(wǎng)負載不均衡、需要選擇最佳路徑的場合。數(shù)據(jù)報的缺點：數(shù)據(jù)報服務是面向無連接的，到達目的站時不一定按發(fā)送順序，傳輸中的分組可能丟失和重復，提供面向無連接的、不可靠的數(shù)據(jù)傳輸；每個分組都要有目的站的全地址；當網(wǎng)絡發(fā)生故障是，出故障的結(jié)點可能會丟失數(shù)據(jù)，一些路由可能會發(fā)生變化；端到端的差錯處理和流量控制只由主機負責。4-05 IP 地址分為幾類？各如何表示？ IP 地址的主要特點是什么？答案：目前的IP 地址（IPv4：IP 第四

35、版本）由32 個二進制位表示，每8 位二進制數(shù)為一個整數(shù)，中間由小數(shù)點間隔，如159.226.41.98，整個IP 地址空間有4 組8 位二進制數(shù)，表示主機所在網(wǎng)絡的地址（類似部隊的編號）以及主機在該網(wǎng)絡中的標識（如同士兵在該部隊的編號）共同組成。為了便于尋址和層次化的構(gòu)造網(wǎng)絡，IP 地址被分為A、B、C、D、E 五類，商業(yè)應用中只用到A、B、C 三類。A 類地址：A 類地址的網(wǎng)絡標識由第一組8 位二進制數(shù)表示，網(wǎng)絡中的主機標識占3 組8位二進制數(shù)，A 類地址的特點是網(wǎng)絡標識的第一位二進制數(shù)取值必須為“0”。不難算出，A類地址允許有126 個網(wǎng)段，每個網(wǎng)絡大約允許有1 670 萬臺主機，通常分

36、配給擁有大量主機的網(wǎng)絡（如主干網(wǎng)）。B 類地址：B 類地址的網(wǎng)絡標識由前兩組8 位二進制數(shù)表示，網(wǎng)絡中的主機標識占兩組8位二進制數(shù)，B 類地址的特點是網(wǎng)絡標識的前兩位二進制數(shù)取值必須為“10”。B 類地址允許有16 384 個網(wǎng)段，每個網(wǎng)絡允許有65 533 臺主機，適用于結(jié)點比較多的網(wǎng)絡（如區(qū)域網(wǎng)）。C 類地址：C 類地址的網(wǎng)絡標識由前3 組8 位二進制數(shù)表示，網(wǎng)絡中的主機標識占1 組8位二進制數(shù)，C 類地址的特點是網(wǎng)絡標識的前3 位二進制數(shù)取值必須為“110”。具有C 類地址的網(wǎng)絡允許有254 臺主機，使用于結(jié)點比較少的網(wǎng)絡（如校園網(wǎng)）。為了便于記憶，通常習慣采用4 個十進制數(shù)來表示一個I

37、P 地址，十進制數(shù)之間采用句點“.”予以分隔。這種IP 地址的表示方法也被陳偉點分十進制法。如以這種方式表示，A類網(wǎng)絡的IP 地址范圍為1.0.0.1-127.255.255.254；B 類網(wǎng)絡的IP 地址范圍為：128.1.0.1-191.255.255.254；C 類網(wǎng)絡的IP 地址范圍為：192.0.1.1-223.255.255.254.IP 地址共分5 類，分類情況如題4-05 解圖所示：題4-05 解圖IP 地址是32 位地址，其中分為netid（網(wǎng)絡號），和hostid（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)絡上時，該主

38、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；4.所有分配到網(wǎng)絡號（netid）的網(wǎng)絡都是平等的；5.IP 地址可用來指明一個網(wǎng)絡的地址。4-07 試說明IP 地址與硬件地址的區(qū)別。為什么要使用這兩種不同的地址？答案：如圖所示，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。題4-07 圖解在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 地址網(wǎng)絡類型最大可指派的網(wǎng)絡數(shù)第一個可指派的網(wǎng)絡號最后一個可指派的網(wǎng)絡號每個網(wǎng)絡中的最大主機數(shù)A 126（27-2

39、） 1 126 16383（214-1） 128.1 191.255 65534 （221-1） 192.0.1 233.255.255 254 進行選路。在具體的物理網(wǎng)絡的鏈路層，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，盡管連接在一起的網(wǎng)絡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。4-10 試辨認以下IP 地址的網(wǎng)絡類別。(1) 1

40、28.36.199.3(2) 21.12.240.17(3) 183.194.76.253(4) 192.12.69.248(5) 89.3.0.1(6) 200.3.6.2答案：(1) 128.36.199.3 B 類網(wǎng)(2) 21.12.240.17 A 類網(wǎng)(3) 183.194.76.253 B 類網(wǎng)(4) 192.12.69.248 C 類網(wǎng)(5) 89.3.0.1 A 類網(wǎng)(6) 200.3.6.2 C 類網(wǎng)4-20. 設某路由器建立了如下路由表（這三列分別是目的網(wǎng)絡、子網(wǎng)掩碼和下一跳路由器，若直接交付則最后一列表示應當從哪一個接口轉(zhuǎn)發(fā)出去）：目的網(wǎng)絡子網(wǎng)掩碼下一跳128.96.3

41、9.0 255.255.255.128 接口0128.96.39.128 255.255.255.128 接口1128.96.40.0 255.255.255.128 R2192.4.153.0 255.255.255.192 R3*（默認） - R4現(xiàn)共收到5 個分組，其目的站IP 地址分別為：（1）128.96.39.10（2）128.96.40.12（3）128.96.40.151（4）192.4.153.17（5）192.4.153.90試分別計算其下一跳。解：（1）分組的目的站IP 地址為： 128.96.39.10。先與子網(wǎng)掩碼255.255.255.128相與，得128.96.39.0，可見該分組經(jīng)接口0 轉(zhuǎn)發(fā)。（2）分組的目的IP 地址為：128.96.40.12。 與子網(wǎng)掩碼255.255.255.128 相與得128.96.40.0，不等于128.96.39.0。 與子網(wǎng)掩碼255.255.255.128 相與得128.96.40.0，經(jīng)查路由表可知，該項分組經(jīng)R2 轉(zhuǎn)發(fā)。（3）分組的目的IP 地址為：128.96.40.151，與子網(wǎng)掩碼255.255.255.