计算机网络第七版答案 第一章 概述 1-01 计算机网络能为用户提供哪些服务？ 答： 连接与共享 1-02 简要介绍分组交换的要点。 答：（ 1)报文分组，加第一部（ 2)储存和转发路由器（ 3)在目的地合并 1-03 比较电路交换、报文交换、分组交换的主要优缺点。 答： (1)电路交换:端对端通信质量得到可靠保证，因为约定了通信资源，连续传输大量数据的效率 高。(2)报纸交换:无需预约传输带宽，对突发数据的通信效率高，通信速度快 速度。(3)分组交换:报文交换高效快捷，分组小，路由灵活，网络生存性能好 好。 1-04 为什么因特网是印刷以来人类通信最大的变化？ 答： 整合其他通信网络，在信息化过程中发挥核心作用，首次提供最佳的连通性和信息共享 各种媒体形式的实时交互能力。 1-05 因特网的发展大致分为哪些阶段？请指出这些阶段的主要特点。 答:从单个网络 APPANET 向互联网发展； TCP/IP 初步形成协议 建成三级结构 Internet；分为主干网、地区网和校园网；形成多层次 ISP 结构的 Internet；ISP 首次出现。 1-06 由特网标准制定的几个阶段？ 答：（ 1)因特网草案 (Internet Draft) —— 不是在这个阶段 RFC 文件 (Proposed Standard) —— 从这个阶段开始就成了 RFC 文件 (Draft Standard)（4） 因特网标准 (Internet Standard) 1-07 小写和大写开头的英文名 internet 和 Internet 意义上的重要区别是什么？ 答：（ 1） internet(互联网或互联网):通用术语，一般指由多个计算机网络连接而成的网络。 ；协 议无特指（ 2）Internet(因特网):特殊名词，特别指使用 TCP/IP 协议的互联网。区别:后者实际 前者的双向应用 1-08 计算机网络有哪些类别？各类网络有哪些特点？ 答:按范围:（ 1）广域网 WAN ：远程，高速，是的 Internet 的核心网。 (2)城域网:城市范围，链接多个局域网。 (3)局域网:校园、企业、机关、社区。 （4）个域网 PAN ：个人电子设备 用户：公共网络：面向公共运营。专用网络：面向特定机构。 1-09 计算机网络和本地接入网络的主要区别是什么？ 答：主干网：提供远程覆盖： 高速传输 和路由器优化通信。本地接入网络：主要支持用户访问本 实现散户接入，速度低。 1-10 试在下列条件下比较电路交换和分组交换。 要传送的报文共 x（bit）。从源点到终点 k 段链 每段链路的传播延迟为 d（s），数据率为 b(b/s)。电路交换时，电路的建立时间是 s(s)。在分组 交换时分组长度为 p(bit) ，而且各结点的排队等待时间可以忽略不计。 问在什么条件下分组交换。 延比电路交换小？ (提示:画草图观察 k 段链路有几个结点。 ） 答:线路交换延迟: kd x/b s, 分组交换延迟： kd (x/p)(p/b) (k-1)(p/b) ，其中 (k-1)(p/b) 表示 K 段传输，有 (k-1) 二次存储转发延迟时， s>(k-1)(p/b) 当电路交换的延迟比分组交换时，当 x>>p,相反。 1-11 在上述问题的分组交换网络中，报纸长度和分组长度分别为 x 和(p h)(bit), 其中 p 分组数据部分的长度 度，而 h 为每个分组所带的控制信息固定长度，与 p 大小无关。通信的两端通过 k 段链路。链 道路数据率为 b(b/s)，但传播延迟和结点的排队时间可以忽略不计。 如果你打算把总时延最小化，问 分组数据部分的长度 p 多大？ (提示:参考图 1-12 观察分组交换部分的总延迟是什么？ 部分组成：总延迟 D 分组交换的表达式延迟为： D= kd (x/p)((p h)/b) (k-1)(p h)/b D 对 p 求导后，使其值等于 0，求得 p=[(xh)/(k-1)]^0.5 1-12 因特网的两个组成部分(边缘部分和核心部分)有哪些特点？它们的工作方式有哪些特点？ 答：边缘部分：由主机组成，用户直接进行信息处理和信息共享 ;低速连接到核心网络。核心部分:由 各路由器连网，负责为边缘部分提供高速远程分组交换。 1-13 客户服务器模式和平等通信模式的主要区别是什么？有同样的地方吗？ 答:前者严格区分服务和被服务者，后者没有区别。后者实际上是前者的双向应用。 1-14 计算机网络常用的性能指标是什么？ 答:速度、带宽、吞吐量、延迟、延迟带宽积累、往返时间 RTT，利用率 1-15 假设网络利用率达到了 90% 。现在的网络延迟是其最小值的多少倍？ 解:网络利用率为 U。，网络时延为 D，最小网络延迟值为 D0U=90%;D=D0/(1-U)---->D/ D0=10 现在网络延迟是最小值 10 倍 1-16 计算机通信网络的非性能特征是什么？非性能特征和性能特征有什么区别？ 答：征集：宏观整体评价网络的外在表现。性能指标:定量描述网络的技术性能。 1-17 收发两端之间的传输距离为 1000km ，媒体上信号的传播速率为 2×108m/s。试着计算以下两种情况 的发送时延和传播时延： （1） 数据长度为 107bit,数据发送速率为 100kb/s。 （2） 数据长度为 103bit,数据发送速率为 1Gb/s。 从上述计算中可以得出哪些结论？ 解：（ 1）发送时延： ts=107/105=100s 传播时延 tp=106/(2 ×108)=0.005s (2)发送延迟 ts =103/109=1 μs传播时延： tp=106/(2 ×108)=0.005s 结论：如果数据长度大，发送速率低，则在总延迟中，发送延迟通常大于传播延迟。但是，如果数据长度 传播延迟可能是总延迟的主要迟可能是总延迟的主要成分。 1-18 假设媒体上信号的传播速度是 2×108m/s.媒体长度 L 分别为： （1）10cm(网络接口卡) （2）100m（局域网） （3）100km(4)50000km（广域网） 试着计算出当数据率 1Mb/s 和 10Gb/s 比特数在上述媒体中传播。 解：（ 1）1Mb/s:传播时延 =0.1/(2 ×108)=5×10-10比特数 =5×10-10×1×106=5×10-4 1Gb/s: 比特数 =5×10-10 ×1×109=5×10-1 （2）1Mb/s: 传播时延 =100/(2 ×108)=5×10-7比特数 =5×10-7×1×106=5×10-1 1Gb/s: 比特数 =5×10-7 ×1×109=5×102 (3) 1Mb/s: 传播时延 =100000/(2 ×108)=5 ×10-4 比特数 =5×10-4 ×1×106=5×1021Gb/s: 比特数 =5×10-4 ×1×109=5×105 (4)1Mb/s: 传播时延 =5000000/(2 ×108)=2.5 ×10-2 比特数 =2.5 ×10-2 ×1×106=5×1041Gb/s: 比特数 =2.5 ×10-2 ×1×109=5×107 1-19 长度为 100 将字节的应用层数据传输到传输层，需要添加 20 字节的 TCP 首部。再交给网络层传 送，需加上 20 字节的 IP 第一个。最后，数据链路层的以太网传输，加上第一和尾部工人 18 字节 数据的传输效率。数据的传输效率是指发送的应用层数据除以发送的总数据(即应用数据加上各种首部和 尾部的额外费用) 。若应用层数据长度为 1000 数据的传输效率是多少？ 解：（ 1）100/（100 20 20 18 ）=63.3% （2）1000/（1000 20 20 18）=94.5% 1-20 为什么网络系统结构要采用分层结构？试着举出一些类似于分层结构的日常生活。 答:分层的好处: ① 每层都是独立的。在不知道服务是如何工作的情况下，可以使用下一层提供的服务。 实现的。 ② 良好的灵活性。当某一层发生变化时，只要界面关系不变，上层或下层就不会受到影响 响。 ③ 结构可以分割。最合适的技术可以用于每层 ④ 易于实现和维护。 ⑤ 能促进标准化工作。 邮政系统和物流系统类似于分层系统结构的日常生活。 1-21 协议和服务有什么区别？有什么关系？ 答:网络协议:为网络中的数据交换建立的规则、标准或 协议由以下三个要素组成： (1)语法:即数据和控制信息的结构或格式。 (2)语义:即需要发送什么控制信息，完成什么动作，做出什么响应。 (3)同步:即详细说明事件实现顺序。协议是控制两个对等实体通信规则的集合。协议的控制 在这种情况下，两个对等实体之间的通信使本层能够向上层提供服务，为了实现本层协议，还需要使用以下层 提供服务。 区分协议和服务的概念： 1.协议的实现确保了向上层提供服务。本层服务用户只能看到服务，而不能看到以下协议。 面部协议对上述服务用户透明。 2、协议是 “水平的 协议是控制两个对等实体通信的规则。但服务是 “垂直的 也就是说，服务 通过层间接口提供给上层。上层使用提供的服务必须与下层交换命令 OSI 中称为服 务原语。 1-22 网络协议的三个要素是什么？它们有什么意义？ 答:网络协议:为网络中的数据交换建立的规则、标准或协议。由以下三个要素组成: (1)语法:即数据和控制信息的结构或格式。 (2)语义:即需要发送什么控制信息，完成什么动作，做出什么响应。 (3)同步:即详细说明事件实现顺序。 1-23 网络协议为什么要考虑各种不利情况？ 答：如果网络协议不充分考虑不利情况，当情况发生变化时，协议将始终保持理想状态下去！ 就如同两个朋友在电话中约会好，下午 3 点在公园见面，并且约定不见不散。这个协议就是很不科学的， 因为任何一方如果有耽搁了而来不了，就无法通知对方，而另一方就必须一直等下去！所以看一个计算机 网络是否正确，不能只看在正常情况下是否正确，而且还必须非常仔细的检查协议能否应付各种异常情 况。 1-24 论述具有五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。 答：综合 OSI 和 TCP/IP 的优点，采用一种原理体系结构。各层的主要功能：物理层 物理层的任务就是 透明地传送比特流。 （注意：传递信息的物理媒体，如双绞线、同轴电缆、光缆等，是在物理层的下面， 当做第 0 层。） 物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。数据链路层 数据链路层的任务是在两个 相邻结点间的线路上无差错地传送以帧（ frame）为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。网 络层 网络层的任务就是要选择合适的路由，使 发送站的运输层所传下来的分组能够 正确无误地按照地址找到目的站，并交付给目的站的运输层。运输层 运输层的任务是向上一层的进行通 信的两个进程之间提供一个可靠的端到端服务，使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。应用层 应 用层直接为用户的应用进程提供服务。 1-25 试举出日常生活中有关 “透明 ”这种名词的例子。 答：电视，计算机视窗操作系统、工农业产品 1-26 试解释以下名词：协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、客户 -服 务器方式。 答： 实体 (entity) 表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。 协议 是控制两个对等实体进行通信的规 则的集合。 客户 (client) 和服务器 (server) 都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户是服务的请求方，服 务器是服务的提供方。 客户服务器方式 所描述的是进程之间服务和被服务的关系。 协议栈 :指计算 机网络体系结构采用分层模型后 ,每层的主要功能由对等层协议的运行来实现 ,因而每层可用一些主要协议 来表征 ,几个层次画在一起很像一个栈的结构 .对等层 :在网络体系结构中 ,通信双方实现同样功能的层 . 协议数据单元 :对等层实体进行信息交换的数据单位 .服务访问点 :在同一系统中相邻两层的实体进行交互 （即交换信息）的地方 .服务访问点 SAP 是一个抽象的概念 ,它实体上就是一个逻辑接口 . 1-27 试解释 everything over IP 和 IP over everthing 的含义 。 TCP/IP 协议可以为各式各样的应用提供服务 （所谓的 everything over ip ） 答：允许 IP 协议在各式 各样的网络构成的互联网上运行（所谓的 ip over everything ） 第二章 物理层 2-01 物理层要解决哪些问题？物理层的主要特点是什么？ 答：物理层要解决的主要问题： （1）物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体，通信手段的不同，使数据链路层感觉不到这些差 异，只考虑完成本层的协议和服务。 （2）给其服务用户（数据链路层）在一条物理的传输媒体上传送和接 收比特流（一般为串行按顺序传输的比特流）的能力，为此，物理层应该解决物理连接的建立、维持和释 放问题。（3）在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路 物理层的主要特点： （1）由于在 OSI 之前，许多物理规程或协议已经制定出来了，而且在数据通信领域 中，这些物理规程已被许多商品化的设备所采用，加之，物理层协议涉及的范围广泛，所以至今没有按 OSI 的抽象模型制定一套新的物理层协议，而是沿用已存在的物理规程，将物理层确定为描述与传输媒体 接口的机械，电气，功能和规程特性。 （ 2）由于物理连接的方式很多，传输媒体的种类也很多，因此，具 体的物理协议相当复杂。 2-02 归层与协议有什么区别？ 答：规程专指物理层协议 2-03 试给出数据通信系统的模型并说明其主要组成构建的作用。 答：源点：源点设备产生要传输的数据。源点又称为源站。 发送器：通常源点生成的数据要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输。接收器：接收传输系统传 送过来的信号，并将其转换为能够被目的设备处理的信息。终点：终点设备从接收器获取传送过来的信 息。终点又称为目的站传输系统：信号物理通道 2-04 试解释以下名词：数据，信号，模拟数据，模拟信号，基带信号，带通信号，数字数据，数字信 号，码元，单工通信，半双工通信，全双工通信，串行传输，并行传输 。 答： 数据 ：是运送信息的实体。 信号： 则是数据的电气的或电磁的表现。 模拟数据 ：运送信息的模拟信 号。 模拟信号 ：连续变化的信号。 数字信号 ：取值为有限的几个离散值的信号。 数字数据 ：取值为不连续 数值的数据。码元 (code)：在使用时间域（或简称为时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的 基本波形。 单工通信 ：即只有一个方向的通信而没有反方向的交互。 半双工通信 ：即通信和双方都可以发送信息，但 不能双方同时发送（当然也不能同时接收） 。这种通信方式是一方发送另一方接收，过一段时间再反过 来。 全双工通信 ：即通信的双方可以同时发送和接收信息。 基带信号 （即基本频带信号） —— 来自信源的 信号。像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。 带通信号 —— 把基带信号经 过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输（即仅在一段频率范围内能够通过 信道）。 2-05 物理层的接口有哪几个方面的特性？个包含些什么内容？ 答：（ 1）机械特性 明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。 （2） 电气特性 指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。 （3）功能特性 指明某条线上出现的某一电平 的电压表示何意。 （4）规程特性说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。 2-06 数据在信道重的传输速率受哪些因素的限制？信噪比能否任意提高？香农公式在数据通信中的意义 是什么？ “比特 /每秒 ”和“码元 /每秒 ”有何区别？ 答：码元传输速率受奈氏准则的限制，信息传输速率受香农公式的限制 香农公式在数据通信中 的意义是：只要信息传输速率低于信道的极限传信率，就可实现无差传输。比特 /s 是信息传输速率的单位 码元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速率。一个码元不一定对应于一个比特。 2-07 假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为 20000 码元 /秒。如果采用振幅调制，把码元的振幅划 分为 16 个不同等级来传送，那么可以获得多高的数据率（ b/s）? 答： C=RLog2 （16）=20000b/s4=80000b/s 2-08 假定要用 3KHz 带宽的电话信道传送 64kb/s 的数据（无差错传输） ，试问这个信道应具有多高的信 噪比（分别用比值和分贝来表示？这个结果说明什么问题？） 答： C=Wlog2 （1+S/N ）(b/s) W=3khz ，C=64khz---- àS/N=64.2dB 是个信噪比要求很高的信源 2-09 用香农公式计算一下，假定信道带宽为为 3100Hz，最大信道传输速率为 35Kb/ ｓ，那么若想使最大 信道传输速率增加６０％，问信噪比Ｓ /Ｎ应增大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信噪比Ｓ /Ｎ应 增大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信噪比Ｓ /Ｎ再增大到十倍，问最大信息速率能否再增加２ ０％？ 答： C = W log2(1+S/N) b/s- àSN1=2*（C1/W ）-1=2* （35000/3100）-1 SN2=2* （C2/W）-1=2* （1.6C1/w ）-1=2 （1.635000/3100 ）-1 SN2/SN1=100 信噪比应增大到约 100 倍。 C3=Wlong2 （1+SN3）=Wlog2 （1+10SN2 ）C3/C2=18.5% 如果在此基础上将信噪比 S/N 再增大到 10 倍，最大信息通率只能再增加 18.5%左右 2-10 常用的传输媒体有哪几种？各有何特点？ 答：双绞线 屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair) 无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair) 同轴电 缆 50 W 同轴电缆 75 W 同轴电缆 光缆无线传输：短波通信 /微波 /卫星通信 2-11 假定有一种双绞线的衰减是 0.7dB/km( 在 1 kHz 时)，若容许有 20dB 的衰减，试问使用这种双绞线的 链路的工作距离有多长？如果要双绞线的工作距离增大到 100 公里，试 应当使衰减降低到多少？ 解：使用这种双绞线的链路的工作距离为 =20/0.7=28.6km 衰减应降低到 20/100=0.2db 2-12 试计算工作在 1200nm 到 1400nm 之间以及工作在 1400nm 到 1600nm 之间的光波的频带宽度。假定 光在光纤中的传播速率为 210e8m/s. 解： V=LF-àF=V/L-- àB=F2-F1=V/L1-V/L2 1200nm 到 1400nm：带宽 =23.8THZ 1400nm 到 1600nm：带宽 =17.86THZ 2-13 为什么要使用信道复用技术？常用的信道复用技术有哪些？ 答：为了通过共享信道、最大限度提高信道利用率。频分、时分、码分、波分。 2-14 试写出下列英文缩写的全文，并做简单的解释。 FDM,TDM,STDM,WDM,DWDM,CDMA,SONET,SDH,STM-1 ,OC-48. 答： FDM(frequency division multiplexing) TDM(Time Division Multiplexing) STDM(Statistic Time Division Multiplexing) WDM(Wave Division Multiplexing) DWDM(Dense Wave Division Multiplexing) CDMA(Code Wave Division Multiplexing) SONET(Synchronous Optical Network) 同步光纤网 SDH(Synchronous Digital Hierarchy) 同步数字系列 STM-1(Synchronous Transfer Module) 第 1 级同步传递模块 OC-48(Optical Carrier) 第 48 级光载波 2-15 码分多址 CDMA 为什么可以使所有用户在同样的时间使用同样的频带进行通信而不会互相干扰？ 这种复用方法有何优缺点？ 答：各用户使用经过特殊挑选的相互正交的不同码型，因此彼此不会造成干扰。 这种系统发送的信号 有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发现。占用较大的带宽。 2-16 共有 4 个站进行码分多址通信。 4 个站的码片序列为 A：（－ 1－1－1＋1＋1－1＋1＋1） B：（－ 1－1＋1－1＋1＋1＋1－1） C：（－ 1＋1－1＋1＋1＋1－1－1） D：（－ 1＋1－1－1－1－1＋1－1） 现收到这样的码片序列 S：（－ 1＋1－3＋1－1－3＋1＋1）。问哪个站发送数据了？发送数据的站发送的 是 0 还是 1？ 解： S?A=（＋ 1－1＋3＋1－1＋3＋1＋1）／ 8=1， A 发送 1 S?B=（＋ 1－1－3－1－1－3＋1－1）／ 8=－1， B 发送 0 S?C=（＋ 1＋1＋3＋1－1－3－1－1）／ 8=0， C 无发送 S?D=（＋ 1＋1＋3－1＋1＋3＋1－1）／ 8=1， D 发送 1 2-17 试比较 xDSL 、HFC 以及 FTTx 接入技术的优缺点？ 答： xDSL 技术就是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使它能够承载宽带业务。成本低，易 实现，但带宽和质量差异性大。 HFC 网的最大的优点具有很宽的频带，并且能够利用已经有相当大的覆 盖面的有线电视网。要将现有的 450 MHz 单向传输的有线电视网络改造为 750 MHz 双向传输的 HFC 网需要相当的资金和时间。 FTTx（光纤到 …… ）这里字母 x 可代表不同意思。可提供最好的带宽和质 量、但现阶段线路和工程成本太大。 2-18 为什么在 ASDL 技术中，在不到 1MHz 的带宽中却可以传送速率高达每秒几个兆比？ 答：靠先进的 DMT 编码，频分多载波并行传输、使得每秒传送一个码元就相当于每秒传送多个比特 第三章 数据链路层 3-01 数据链路 (即逻辑链路 )与链路 (即物理链路 )有何区别 ? “电路接通了 ”与”数据链路接通了 ”的区别何 在? 答：数据链路与链路的区别在于数据链路出链路外，还必须有一些必要的规程来控制数据的传输，因此， 数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。 “电路接通了 ”表示链路两端的结点交换机已经 开机，物理连接已经能够传送比特流了，但是，数据传输并不可靠，在物理连接基础上，再建立数据链路 连接，才是 “数据链路接通了 ”，此后，由于数据链路连接具有检测、确认和重传功能，才使不太可靠的物 理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输当数据链路断开连接时，物理电路连接不一定跟着断开 连接。 3-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能 ?试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点 . 答：链路管理帧定界流量控制 差错控制将数据和控制信息区分开透明传输寻址可靠的链路层的 优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路， 防止全网络的传输效率受损；对于优质信 道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。 3-03 网络适配器的作用是什么 ?网络适配器工作在哪一层 ? 答：适配器（即网卡）来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件网络适配器工作在 TCP/IP 协议中的网络接口层（ OSI 中的数据链里层和物理层） 3-04 数据链路层的三个基本问题 (帧定界、透明传输和差错检测 )为什么都必须加以解决？ 答：帧定界是分组交换的必然要求透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆差错检测防止合差错的无效 数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源 3-05 如果在数据链路层不进行帧定界，会发生什么问题？ 答：无法区分分组与分组无法确定分组的控制域和数据域无法将差错更正的范围限定在确切的局部 3-06 PPP 协议的主要特点是什么？为什么 PPP 不使用帧的编号？ PPP 适用于什么情况？为什么 PPP 协 议不能使数据链路层实现可靠传输？ 答：简单，提供不可靠的数据报服务，检错，无纠错 不使用序号和确认机制地址字段 A 只置为 0xFF。 地址字段实际上并不起作用。控制字段 C 通常置为 0x03。PPP 是面向字节的当 PPP 用在同步传输链路 时，协议规定采用硬件来完成比特填充（和 HDLC 的做法一样），当 PPP 用在异步传输时，就使用一种 特殊的字符填充法 PPP适用于线路质量不太差的情况下、 PPP没有编码和确认机制 3-07 要发送的数据为 1101011011。采用 CRC 的生成多项式是 P（X）=X4+X+1 。试求应添加在数据后面 的余数。数据在传输过程中最后一个 1 变成了 0，问接收端能否发现？若数据在传输过程中最后两个 1 都 变成了 0，问接收端能否发现？采用 CRC 检验后，数据链路层的传输是否就变成了可靠的传输？ 答：作二进制除法， 1101011011 0000 10011 得余数 1110 ，添加的检验序列是 1110.作二进制除 法，两种错误均可发展仅仅采用了 CRC 检验，缺重传机制，数据链路层的传输还不是可靠的传输。 3-08 要发送的数据为 101110。采用 CRCD 生成多项式是 P（X）=X3+1 。试求应添加在数据后面的余 数。 答：作二进制除法， 101110 000 10011 添加在数据后面的余数是 011 3-09 一个 PPP 帧的数据部分（用十六进制写出）是 7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E 。试问真正的数 据是什么（用十六进制写出）？ 答： 7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E 7E FE 27 7D 7D 65 7D 3-10 PPP协议使用同步传输技术传送比特串 0110111111111100。试问经过零比特填充后变成怎样的比特 串？若接收端收到的 PPP帧的数据部分是 0001110111110111110110，问删除发送端加入的零比特后变成 怎样的比特串？ 答： 011011111 11111 00 011011111011111000 0001110111110111110110 000111011111 11111 110 3-11 试分别讨论一下各种情况在什么条件下是透明传输，在什么条件下不是透明传输。 （提示：请弄清什 么是 “透明传输 ”，然后考虑能否满足其条件。 ）（1）普通的电话通信。 （2）电信局提供的公用电报通信。 （3）因特网提供的电子邮件服务。 3-12 PPP 协议的工作状态有哪几种？当用户要使用 PPP 协议和 ISP 建立连接进行通信需要建立哪几种连 接？每一种连接解决什么问题？ 3-13 局域网的主要特点是什么？为什么局域网采用广播通信方式而广域网不采用呢？ 答：局域网 LAN 是 指在较小的地理范围内，将有限的通信设备互联起来的计算机通信网络 从功能的角度来看，局域网具有 以下几个特点：（ 1） 共享传输信道，在局域网中，多个系统连接到一个共享的通信媒体上。 （2） 地理范围有限，用户个数有限。通常局域网仅为一个单位服务，只在一个相对独立的局部范围内连 网，如一座楼或集中的建筑群内，一般来说，局域网的覆盖范围越位 10m~10km 内或更大一些。从网络的 体系结构和传输检测提醒来看，局域网也有自己的特点：（ 1）低层协议简单（ 2） 不单独设立网络 层，局域网的体系结构仅相当于相当与 OSI/RM 的最低两层（ 3）采用两种媒体访问控制技术，由于采用 共享广播信道，而信道又可用不同的传输媒体，所以局域网面对的问题是多源，多目的的连连管理，由此 引发出多中媒体访问控制技术在局域网中各站通常共享通信媒体，采用广播通信方式是天然合适的，广域 网通常采站点间直接构成格状网。 3-14 常用的局域网的网络拓扑有哪些种类？现在最流行的是哪种结构？为什么早期的以太网选择总线拓 扑结构而不是星形拓扑结构，但现在却改为使用星形拓扑结构？ 答：星形网，总线网，环形网，树形网 当时很可靠的星形拓扑结构较贵，人们都认为无源的总线结构更 加可靠，但实践证明，连接有大量站点的总线式以太网很容易出现故障，而现在专用的 ASIC 芯片的使用 可以讲星形结构的集线器做的非常可靠，因此现在的以太网一般都使用星形结构的拓扑。 3-15 什么叫做传统以太网？以太网有哪两个主要标准？ 答： DIX Ethernet V2 标准的局域网 DIX Ethernet V2 标准与 IEEE 的 802.3 标准 3-16 数据率为 10Mb/s 的以太网在物理媒体上的码元传输速率是多少码元 /秒？ 答：码元传输速率即为波特率，以太网使用曼彻斯特编码，这就意味着发送的每一位都有两个信号周期。 标准以太网的数据速率是 10MB/s ，因此波特率是数据率的两倍，即 20M 波特 3-17 为什么 LLC 子层的标准已制定出来了但现在却很少使用？ 答：由于 TCP/IP 体系经常使用的局域网是 DIX Ethernet V2 而不是 802.3 标准中的几种局域网，因此现 在 802 委员会制定的逻辑链路控制子层 LLC （即 802.2 标准）的作用已经不大了。 3-18 试说明 10BASE-T 中的 “10”、“BASE”和“T”所代表的意思。 答： 10BASE-T 中的 “10”表示信号在电缆上的传输速率为 10MB/s ，“BASE”表示电缆上的信号是基带信 号， “T”代表双绞线星形网，但 10BASE-T 的通信距离稍短，每个站到集线器的距离不超过 100m。 3-19 以太网使用的 CSMA/CD 协议是以争用方式接入到共享信道。这与传统的时分复用 TDM 相比优缺 点如何？ 答：传统的时分复用 TDM 是静态时隙分配，均匀高负荷时信道利用率高，低负荷或符合不均匀时资源浪 费较大， CSMA/CD 课动态使用空闲新到资源，低负荷时信道利用率高，但控制复杂，高负荷时信道冲突 大。 3-20 假定 1km 长的 CSMA/CD 网络的数据率为 1Gb/s。设信号在网络上的传播速率为 200000km/s。求能 够使用此协议的最短帧长。答：对于 1km 电缆，单程传播时间为 1/200000=5 为微秒，来回路程传播时间 为 10 微秒，为了能够按照 CSMA/CD 工作，最小帧的发射时间不能小于 10 微秒，以 Gb/s 速率工作， 10 微秒可以发送的比特数等于 1010-6/1*10-9=10000, 因此，最短帧是 10000 位或 1250 字节长 3-21 什么叫做比特时间？使用这种时间单位有什么好处？ 100 比特时间是多少微秒？ 答：比特时间是发 送一比特多需的时间，它是传信率的倒数，便于建立信息长度与发送延迟的关系 “比特时间 ”换算成 “微秒 ” 必须先知道数据率是多少，如数据率是 10Mb/s ，则 100 比特时间等于 10 微秒。 3-22 假定在使用 CSMA/CD 协议的 10Mb/s 以太网中某个站在发送数据时检测到碰撞，执行退避算法时 选择了随机数 r=100 。试问这个站需要等待多长时间后才能再次发送数据？如果是 100Mb/s 的以太网 呢？ 答：对于 10mb/s 的以太网，以太网把争用期定为 51.2 微秒，要退后 100 个争用期，等待时间是 51.2（微 秒） 100=5.12ms 对于 100mb/s 的以太网，以太网把争用期定为 5.12 微秒，要退后 100 个争用期，等待时 间是 5.12（微秒） 100=512 微秒 3-23 公式（ 3-3）表示，以太网的极限信道利用率与连接在以太网上的站点数无关。能否由此推论出：以 太网的利用率也与连接在以太网的站点数无关？请说明你的理由。答：实际的以太网各给发送数据的时刻 是随即的，而以太网的极限信道利用率的得出是 假定以太网使用了特殊的调度方法（已经不再是 CSMA/CD 了），使各结点的发送不发生碰撞。 3-24 假定站点 A 和 B 在同一个 10Mb/s 以太网网段上。这两个站点之间的传播时延为 225 比特时间。现 假定 A 开始发送一帧，并且在 A 发送结束之前 B 也发送一帧。如果 A 发送的是以太网所容许的最短的 帧，那么 A 在检测到和 B 发生碰撞之前能否把自己的数据发送完毕？换言之，如果 A 在发送完毕之前并 没有检测到碰撞，那么能否肯定 A 所发送的帧不 会和 B 发送的帧发生碰撞？（提示：在计算时应当考虑到每一个以太网帧在发送到信道上时，在 MAC 帧 前面还要增加若干字节的前同步码和帧定界符）答：设在 t=0 时 A 开始发送，在 t=（64+8）8=576 比特 时间， A 应当发送完毕。 t=225 比特时间， B 就检测出 A 的信号。只要 B 在 t=224 比特时间之前发送数 据， A 在发送完毕之前就 一定检测到碰撞，就能够肯定以后也不会再发送碰撞了如果 A 在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么 就能够肯定 A 所发送的帧不会 和 B 发送的帧发生碰撞（当然也不会和其他站点发生碰撞） 。 3-25 在上题中的站点 A 和 B 在 t=0 时同时发送了数据帧。当 t=255 比特时间， A 和 B 同时检测到发生了 碰撞，并且在 t=255+48=273 比特时间完成了干扰信号的传输。 A 和 B 在 CSMA/CD 算法中选择不同的 r 值退避。假定 A 和 B 选择的随机数分别是 rA=0 和 rB=1 。试问 A 和 B 各在什么时间开始重传其数据帧？ A 重传的数据帧在什么时间到达 B？A 重传的数据会不会和 B 重传的数据再次发生碰撞？ B 会不会在预定 的重传时间停止发送数据？答： t=0 时， A 和 B 开始发送数据 T1=225 比特时间 ,A 和 B 都检测到碰撞 （tau）T2=273 比特时间 ,A 和 B 结束干扰信号的传输（ T1+48）T3=594 比特时间 ,A 开始发送 （T2+Tau+rATau+96 ）T4=785 比特时间， B 再次检测信道。 （T4+T2+Tau+RbTau ）如空闲，则 B 在 T5=881 比特时间发送数据、否则再退避。 （T5=T4+96 ）A 重传的数据在 819 比特时间到达 B，B 先检测到 信道忙，因此 B 在预定的 881 比特时间停止发送 3-26 以太网上只有两个站，它们同时发送数据，产生了碰撞。于是按截断二进制指数退避算法进行重 传。重传次数记为 i，i=1，2，3,……。试计算第 1 次重传失败的概率、第 2 次重传的概率、第 3 次重传失 败的概率，以及一个站成功发送数据之前的平均重传次数 I。答：将第 i 次重传成功的概率记为 pi。显然 第一次重传失败的概率为 0.5，第二次重传失败的概率为 0.25，第三次重传失败的概率为 0.125.平均重传 次数 I=1.637 3-27 假定一个以太网上的通信量中的 80%是在本局域网上进行的，而其余的 20%的通信量是在本局域网 和因特网之间进行的。另一个以太网的情况则反过来。这两个以太网一个使用以太网集线器，而另一个使 用以太网交换机。你认为以太网交换机应当用在哪一个网络？ 答：集线器为物理层设备，模拟了总线这一共享媒介共争用，成为局域网通信容量的瓶颈。交换机则为链 路层设备，可实现透明交换局域网通过路由器与因特网相连当本局域网和因特网之间的通信量占主要成份 时，形成集中面向路由器的数据流，使用集线器冲突较大，采用交换机能得到改善。 当本局域网 内通信量占主要成份时，采用交换机改善对外流量不明显 3-28 有 10 个站连接到以太网上。试计算一下三种情况下每一个站所能得到的带宽。 （1）10 个站都连接到 一个 10Mb/s 以太网集线器；（ 2）10 个站都连接到一个 100Mb/s 以太网集线器；（ 3）10 个站都连接到一 个 10Mb/s 以太网交换机。答 :（1）10 个站都连接到一个 10Mb/s 以太网集线器： 10mbs （2）10 个 站都连接到一个 100mb/s 以太网集线器： 100mbs（3）10 个站都连接到一个 10mb/s 以太网交换机： 10mbs 3-29 10Mb/s 以太网升级到 100Mb/s 、1Gb/S 和 10Gb/s 时，都需要解决哪些技术问题？为什么以太网能 够在发展的过程中淘汰掉自己的竞争对手，并使自己的应用范围从局域网一直扩展到城域网和广域网？ 答：技术问题：使参数 a 保持为较小的数值，可通过减小最大电缆长度或增大帧的最小长度在 100mb/s的 以太网中采用的方法是保持最短帧长不变，但将一个网段的最大电缆的度减小到 100m，帧间时间间隔从 原来 9.6 微秒改为现在的 0.96 微秒吉比特以太网仍保持一个网段的最大长度为 100m，但采用了 “载波延 伸”的方法，使最短帧长仍为 64 字节（这样可以保持兼容性） 、同时将争用时间增大为 512 字节。并使用 “分组突发 ”减小开销 10 吉比特以太网的帧格式与 10mb/s，100mb/s 和 1Gb/s 以太网的帧格式完全相同吉 比特以太网还保留标准规定的以太网最小和最大帧长，这就使用户在将其已有的以太网进行升级时，仍能 和较低速率的以太网很方便地通信。由于数据率很高，吉比特以太网不再使用铜线而只使用光纤作为传输 媒体，它使用长距离（超过 km）的光收发器与单模光纤接口，以便能够工作在广 3-30 以太网交换机有何特点？用它怎样组成虚拟局域网？ 答：以太网交换机则为链路层设备，可实现透明交换虚拟局域网 VLAN 是由一些局域网网段构成的与物 理位置无关的逻辑组。这些网段具有某些共同的需求。虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个 4 字节的标识符，称为 VLAN 标记 (tag)，用来指明发送该帧的工作站属于哪一个虚拟局域网。 3-31 网桥的工作原理和特点是什么？网桥与转发器以及以太网交换机有何异同？ 答：网桥工作在数据链 路层，它根据 MAC 帧的目的地址对收到的帧进行转发。网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧 时，并不是向所有的接口转发此帧，而是先检查此帧的目的 MAC 地址，然后再确定将该帧转发到哪一 个接口转发器工作在物理层，它仅简单地转发信号，没有过滤能力以太网交换机则为链路层设备，可视为 多端口网桥 3-32 图 3-35 表示有五个站点分别连接在三个局域网上，并且用网桥 B1 和 B2 连接起来。每一个网桥都有 两个接口（ 1 和 2）。在一开始，两个网桥中的转发表都是空的。以后有以下各站向其他的站发送了数据 帧： A 发送给 E，C 发送给 B，D 发送给 C，B 发送给 A。试把有关数据填写在表 3-2 中。发送的帧 B1 的转发表 B2 的转发表 B1 的处理（转发？丢弃？登记？） B2 的处理（转发？丢弃？登记？） 地 址 接口 地址 接口 A→EA 1 A 1 转发，写入转发表 转发，写入转发表 C→B C 2 C 1 转发，写入转发表 转发，写入转发表 D→C D 2 D 2 写入转发表， 丢弃不转发 转发，写入转发表 B→A B 1 写入转发表，丢弃不转发 接收不到这个 帧 3-33 网桥中的转发表是用自学习算法建立的。如果有的站点总是不发送数据而仅仅接受数据，那么在转 发表中是否就没有与这样的站点相对应的项目？如果要向这个站点发送数据帧，那么网桥能够把数据帧正 确转发到目的地址吗？答：没有与这样的站点相对应的项目 ;网桥能够利用广播把数据帧正确转发到目的 地址 第四章 网络层 1.网络层向上提供的服务有哪两种？是比较其优缺点。网络层向运输层提供 “面向连接 ”虚电路（ Virtual Circuit ）服务或 “无连接 ”数据报服务前者预约了双方通信所需的一切网络资源。优点是能提供服务质量的 承诺。即所传送的分组不出错、丢失、重复和失序（不按序列到达终点） ，也保证分组传送的时限，缺点 是路由器复杂，网络成本高；后者无网络资源障碍，尽力而为，优缺点与前者互易 2.网络互连有何实际意义？进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决？ 网络互联可扩大用户共享资源范围和更大的通信区域 进行网络互连时，需要解决共同的问题有： 不同的寻址方案不同的最大分组长度 不同的网络接入机制 不同的超时控制 不同的差错恢复方法 不同的状态报告方法 不同的路由选择技术 不同的用户接入控制 不同的服务（面向连接服务和无连接服务） 不同的管理与控制方式 3.作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别？ 中间设备又称为中间系统或中继 (relay)系统。 物理层中继系统：转发器 (repeater)。 数据链路层中继系统：网桥或桥接器 (bridge)。 网络层中继系统：路由器 (router)。 网桥和路由器的混合物：桥路器 (brouter)。 网络层以上的中继系统：网关 (gateway)。 4.试简单说明下列协议的作用： IP、ARP、RARP 和 ICMP 。 IP 协议：实现网络互连。使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。网际协议 IP 是 TCP/IP 体系中两个最主要的协议之一，与 IP 协议配套使用的还有四个协议。 ARP 协议：是解决同一个局域网上的主机或路由器的 IP 地址和硬件地址的映射问题。 RARP：是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和 IP 地址的映射问题。 ICMP ：提供差错报告和询问报文，以提高 IP 数据交付成功的机会 因特网组管理协议 IGMP ：用于探寻、转发本局域网内的组成员关系。 5.IP 地址分为几类？各如何表示？ IP 地址的主要特点是什么？分为 ABCDE 5 类;每一类地址都由两个固定 长度的字段组成，其中一个字段是网络号 net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字 段则是主机号 host-id，它标志该主机（或路由器） 。各类地址的网络号字段 net-id 分别为 1， 2，3，0，0 字节；主机号字段 host-id 分别为 3 字节、 2 字节、 1 字节、 4 字节、 4 字节。特点：（ 1）IP 地址是一种 分等级的地址结构。分两个等级的好处是：第一， IP 地址管理机构在分配 IP 地址时只分配网络号，而 剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了 IP 地址的管理。第二，路由器仅根据目 的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号） ，这样就可以使路由表中的项目数大幅度减 少，从而减小了路由表所占的存储空间。 （2）实际上 IP 地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的 接口。当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的 IP 地址，其网络号 netid 必须是不同的。这种主机称为多归属主机 (multihomed host)。由于一个路由器至少应当连接到两个网络 （这样它才能将 IP 数据报从一个网络转发到另一个网络） ，因此一个路由器至少应当有两个不同的 IP 地址。 (3) 用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都具有同样的网络 号 net-id。 (4) 所有分配到网络号 net-id 的网络，范围很小的局域网，还是可能覆盖很大地理范围的广 域网，都是平等的。 6.试根据 IP 地址的规定，计算出表 4-2 中的各项数据。解： 1）A 类网中，网络号占 七个 bit, 则允许用的网络数为 2 的 7 次方，为 128，但是要 除去 0 和 127 的情况，所以能用的最大网络数是 126，第一个网络号是 1，最后一个网络号是 126。主机 号占 24 个 bit, 则允许用的最大主机数为 2 的 24 次方，为 16777216，但是也要除 去全 0 和全 1 的情况， 所以能用的最大主机数是 16777214。2） B 类网中，网络号占 14 个 bit ，则能用的最大网络数为 2 的 14 次方，为 16384，第 一个网络号是 128.0，因为 127 要用作本地软件回送测试，所以从 128 开始，其点后 的还可 以 容纳 2 的 8 次方为 256，所以以 128 为开始的网络号为 128.0128.255，共 256 个，以此类 推，第 16384 个网络号的计算方法是： 16384/256=64128+64=192 ，则可推算出为 191.255。主机号占 16 个 bit, 则允许用的最大主机数为 2 的 16 次方，为 65536，但是也要除去全 0 和全 1 的情况，所以能用的最大主 机数是 65534。3）C 类网中，网络号占 21 个 bit, 则能用的网络数为 2 的 21 次方，为 2097152，第一个 网络号是 192.0.0，各个点后的数占一个字节，所以以 192 为开始的网络号为 192.0.0192.255.255， 共 256256=65536 ，以此类推，第 2097152 个网络号的计算方法是： 2097152/65536=32192+32=224 ，则 可推算出为 223.255.255。主机号占 8 个 bit, 则允许用的最大主机数为 2 的 8 次方，为 256，但是也要除去 全 0 和全 1 的情况，所以能用的最大主机数是 254。7.试说明 IP 地址与硬件地址的区别，为什么要使用这 两种不同的地址？ IP 地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是唯一 的 32 位的标识符。从而把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络在实际网络的链路上传送数据帧 时，最终还是必须使用硬件地址。 MAC 地址在一定程度上与硬件一致，基于物理、能够标识具体的链路通信对象、 IP 地址给予逻辑域的划 分、不受硬件限制。 8.IP 地址方案与我国的电话号码体制的主要不同点是什么？于网络的地理分布无关 9.（1）子网掩码为 255.255.255.0 代表什么意思？ 有三种含义 其一是一个 A 类网的子网掩码，对于 A 类网络的 IP 地址，前 8 位表示网络号，后 24 位表示主机号，使 用子网掩码 255.255.255.0 表示前 8 位为网络号，中间 16 位用于子网段的划分，最后 8 位为主机号。第二 种情况为一个 B 类网，对于 B 类网络的 IP 地址，前 16 位表示网络号，后 16 位表示主机号，使用子网掩 码 255.255.255.0 表示前 16 位为网络号，中间 8 位用于子网段的划分，最后 8 位为主机号。 第三种情况为一个 C 类网，这个子网掩码为 C 类网的默认子网掩码。 （2）一网络的现在掩码为 255.255.255.248，问该网络能够连接多少个主机？ 255.255.255.248 即 11111111.11111111.11111111.11111000. 每一个子网上的主机为 (2^3)=6 台 掩码位数 29，该网络 能够连接 8 个主机，扣除全 1 和全 0 后为 6 台。 （3）一 A 类网络和一 B 网络的子网号 subnet-id 分别为 16 个 1 和 8 个 1，问这两个子网掩码有何不同？ A 类网络： 11111111 11111111 11111111 00000000 给定子网号（ 16 位“1”）则子网掩码为 255.255.255.0 B 类网络 11111111 11111111 11111111 00000000 给定子网号（ 8 位“1”）则子网掩码为 255.255.255.0 但子网数目不同 （4）一个 B 类地址的子网掩码是 255.255.240.0。试问在其中每一个子网上的主机数最多是多少？ （240）10=（128+64+32+16 ）10=（11110000）2 Host-id 的位数为 4+8=12，因此，最大主机数为： 2^12-2=4096-2=4094 11111111.11111111.11110000.00000000 主机数 2^12-2 (5)一 A 类网络的子网掩码为 255.255.0.255；它是否为一个有效的子网掩码？是 10111111 11111111 00000000 11111111 (6)某个 IP 地址的十六进制表示 C2.2F.14.81，试将其转化为点分十进制的形式。这个地址是哪一类 IP 地 址？ C2 2F 14 81-- à(1216+2).(216+15).(16+4).(816+1)— à194.47.20.129 C2 2F 14 81 — à11000010.00101111.00010100.10000001 C 类地址 (7)C 类网络使用子网掩码有无实际意义？为什么？ 有实际意义 .C 类子网 IP 地址的 32 位中 ,前 24 位用于确定网络号 ,后 8 位用于确定主机号 .如果划分子网 ,可 以选择后 8 位中的高位 ,这样做可以进一步划分网络 ,并且不增加路由表的内容 ,但是代价是主机数相信减少 . 10.试辨认以下 IP 地址的网络类别。 （1）128.36.199.3 （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 (2)和(5)是 A 类,(1)和(3)是 B 类,(4)和(6)是 C 类. 11. IP 数据报中的首部检验和并不检验数据报中的数据。这样做的最大好处是什么？坏处是什么？ 在首部中的错误比在数据中的错误更严重，例如，一个坏的地址可能导致分组被投寄到错误的主机。许多 主机并不检查投递给他们的分组是否确实是要投递给它们，它们假定网络从来不会把本来是要前往另一主 机的分组投递给它们。数据不参与检验和的计算，因为这样做代价大，上层协议通常也做这种检验工作， 从前，从而引起重复和多余。因此，这样做可以加快分组的转发，但是数据部分出现差错时不能及早发 现。 12.当某个路由器发现一 IP 数据报的检验和有差错时，为什么采取丢弃的办法而不是要求源站重传此数据 报？计算首部检验和为什么不采用 CRC 检验码？答：纠错控制由上层（传输层）执行 IP 首部中的源站 地址也可能出错请错误的源地址重传数据报是没有意义的 不采用 CRC 简化解码计算量，提高路由器的 吞吐量 13.设 IP 数据报使用固定首部，其各字段的具体数值如图所示（除 IP 地址外，均为十进制表示） 。试用二 进制运算方法计算应当写入到首部检验和字段中的数值（用二进制表示） 。 4 5 0 28 1 0 0 4 17 10.12.14.5 12.6.7.9 1000101 00000000 00000000-00011100 00000000 00000001 00000000-00000000 00000100 00010001 xxxxxxxx xxxxxxxx 00001010 00001100 00001110 00000101 00001100 00000110 00000111 00001001 作二进制检验和（ XOR） 01110100 01001110 取 反码 10001011 10110001 14. 重新计算上题，但使用十六进制运算方法（没 16 位二进制数字转换为 4 个十六进制数字，再按十六 进制加法规则计算） 。比较这两种方法。 01000101 00000000 00000000-00011100 4 5 0 0 0 0 1 C 00000000 00000001 00000000-00000000 0 0 0 1 0 0 0 0 00000100 000010001 xxxxxxxx xxxxxxxx 0 4 1 1 0 0 0 0 00001010 00001100 00001110 00000101 0 A 0 C 0 E 0 5 00001100 00000110 00000111 00001001 0 C 0 6 0 7 0 9 01011111 00100100 00010101 00101010 5 F 2 4 1 5 2 A 5 F 2 4 1 5 2 A 7 4 4 E-à8 B B 1 15.什么是最大传送单元 MTU ？它和 IP 数据报的首部中的哪个字段有关系？答： IP 层下面数据链里层所 限定的帧格式中数据字段的最大长度，与 IP 数据报首部中的总长度字段有关系 16.在因特网中将 IP 数据报分片传送的数据报在最后的目的主机进行组装。还可以有另一种做法，即数据 报片通过一个网络就进行一次组装。是比较这两种方法的优劣。在目的站而不是在中间的路由器进行组装 是由于： （1）路由器处理数据报更简单些；效率高，延迟小。 （2）数据报的各分片可能经过各自的路径。因此在每一个中间的路由器进行组装可能总会缺少几个数 据报片； （3）也许分组后面还要经过一个网络，它还要给这些数据报片划分成更小的片。如果在中间的路由器 进行组装就可能会组装多次。 （为适应路径上不同链路段所能许可的不同分片规模，可能要重新分片或组装） 17. 一个 3200 位长的 TCP 报文传到 IP 层，加上 160 位的首部后成为数据报。下面的互联网由两个局域网 通过路由器连接起来。但第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有 1200 位。因此数据报在 路由器必须进行分片。试问第二个局域网向其上层要传送多少比特的数据（这里的 “数据 ”当然指的是局域 网看见的数据） ? 答：第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有 1200bit，即每个 IP 数据片的数据部分 <1200- 160(bit)，由于片偏移是以 8 字节即 64bit 为单位的，所以 IP 数据片的数据部分最大不超过 1024bit，这样 3200bit 的报文要分 4 个数据片，所以第二个局域网向上传送的比特数等于（ 3200+4×160），共 3840bit 。 18.（ 1）有人认为： “ARP协议向网络层提供了转换地址的服务，因此 ARP 应当属于数据链路层。 ”这种 说法为什么是错误的？因为 ARP 本身是网络层的一部分， ARP 协议为 IP 协议提供了转换地址的服务，数 据链路层 使用硬件地址而不使用 IP 地址，无需 ARP 协议数据链路层本身即可正常运行。因此 ARP 不再数据链路 层。 （2）试解释为什么 ARP 高速缓存每存入一个项目就要设置 10~20 分钟的超时计时器。这个时间设置的 太大或太小会出现什么问题？ 答：考虑到 IP 地址和 Mac 地址均有可能是变化的（更换网卡，或动态主机配置） 10－20 分钟更换一块网卡是合理的。超时时间太短会使 ARP 请求和响应分组的通信量太频繁，而 超时时间太长会使更换网卡后的主机迟迟无法和网络上的其他主机通信。 （3）至少举出两种不需要发送 ARP 请求分组的情况（即不需要请求将某个目的 IP 地址解析为相应的 硬件地址）。在源主机的 ARP 高速缓存中已经有了该目的 IP 地址的项目；源主机发送的是广播分组；源 主机和目的主机使用点对点链路。 19.主机 A 发送 IP 数据报给主机 B，途中经过了 5 个路由器。试问在 IP 数据报的发送过程中总共使用了几次 ARP？ 6 次，主机用一次，每个路由器各使用一次。 20.设某路由器建立了如下路由表： 目的网络 子网掩码 下一跳 128.96.39.0 255.255.255.128 接口 m0 128.96.39.128 255.255.255.128 接口 m1 128.96.40.0 255.255.255.128 R2 192.4.153.0 255.255.255.192 R3 （默认） —— R4 现共收到 5 个分组，其目的地址分别为： （1）128.96.39.10 （2）128.96.40.12 （3）128.96.40.151 （4）192.153.17 （5）192.4.153.90 （1）分组的目的站 IP 地址为： 128.96.39.10。先与子网掩码 255.255.255.128 相与，得 128.96.39.0，可见 该分组经接口 0 转发。 （2）分组的目的 IP 地址为： 128.96.40.12。 ① 与子网掩码 255.255.255.128 相与得 128.96.40.0，不等于 128.96.39.0。 ② 与子网掩码 255.255.255.128 相与得 128.96.40.0，经查路由表可知，该项分组经 R2 转发。 （3）分组的目的 IP 地址为： 128.96.40.151，与子网掩码 255.255.255.128 相与后得 128.96.40.128，与子网 掩码 255.255.255.192 相与后得 128.96.40.128，经查路由表知，该分组转发选择默认路由，经 R4 转发。 （4）分组的目的 IP 地址为： 192.4.153.17。与子网掩码 255.255.255.128 相与后得 192.4.153.0。与子网掩 码 255.255.255.192 相与后得 192.4.153.0，经查路由表知，该分组经 R3 转发。 （5）分组的目的 IP 地址为： 192.4.153.90，与子网掩码 255.255.255.128 相与后得 192.4.153.0。与子网掩 码 255.255.255.192 相与后得 192.4.153.64，经查路由表知，该分组转发选择默认路由，经 R4 转发。 21 某单位分配到一个 B 类 IP 地址，其 net-id 为 129.250.0.0.该单位有 4000 台机器，分布在 16 个不同的地 点。如选用子网掩码为 255.255.255.0，试给每一个地点分配一个子网掩码号，并算出每个地点主机号码的 最小值和最大值 4000/16=250，平均每个地点 250 台机器。如选 255.255.255.0 为掩码，则每个网络所连主 机数 =28-2=254>250 ，共有子网数 =28-2=254>16，能满足实际需求。可给每个地点分配如下子网号码 地点： 子网号（ subnet-id） 子网网络号 主机 IP 的最小值和最大值 1： 00000001 129.250.1.0 129.250.1.1—129.250.1.254 2： 00000010 129.250.2.0 129.250.2.1—129.250.2.254 3： 00000011 129.250.3.0 129.250.3.1—129.250.3.254 4： 00000100 129.250.4.0 129.250.4.1—129.250.4.254 5： 00000101 129.250.5.0 129.250.5.1—129.250.5.254 6： 00000110 129.250.6.0 129.250.6.1—129.250.6.254 7： 00000111 129.250.7.0 129.250.7.1—129.250.7.254 8： 00001000 129.250.8.0 129.250.8.1—129.250.8.254 9： 00001001 129.250.9.0 129.250.9.1—129.250.9.254 10： 00001010 129.250.10.0 129.250.10.1—129.250.10.254 11： 00001011 129.250.11.0 129.250.11.1—129.250.11.254 12： 00001100 129.250.12.0 129.250.12.1—129.250.12.254 13： 00001101 129.250.13.0 129.250.13.1—129.250.13.254 14： 00001110 129.250.14.0 129.250.14.1—129.250.14.254 15： 00001111 129.250.15.0 129.250.15.1—129.250.15.254 16： 00010000 129.250.16.0 129.250.16.1—129.250.16.254 22…一个数据报长度为 4000 字节（固定首部长度） 。现在经过一个网络传送，但此网络能够 传送的最大 数据长度为 1500 字节。试问应当划分为几个短些的数据报片？各数据报片的数据字段长度、片偏移字段 和 MF 标志应为何数值？ IP 数据报固定首部长度为 20 字节 总长度 (字节 ) 数据长度 (字节 ) MF 片偏移 原始数据报 4000 3980 0 0 数据报片 1 1500 1480 1 0 数据报片 2 1500 1480 1 185 数据报片 3 1040 1020 0 370 23 分两种情况（使用子网掩码和使用 CIDR ）写出因特网的 IP 成查找路由的算法。见课本 P134、P139 24.试找出可产生以下数目的 A 类子网的子网掩码（采用连续掩码） 。 （1）2，（2）6，（3）30，（4）62，（5）122，（6）250. （1）255.192.0.0，（2）255.224.0.0，（3）255.248.0.0，（4）255.252.0.0，（5）255.254.0.0，（6）255.255.0.0 25.以下有 4 个子网掩码。哪些是不推荐使用的？为什么？ （1）176.0.0.0，（2）96.0.0.0，（3）127.192.0.0，（4）255.128.0.0。 只有（ 4）是连续的 1 和连续的 0 的掩码，是推荐使用的 26.有如下的 4 个/24 地址块，试进行最大可能性的聚会。 212.56.132.0/24 212.56.133.0/24 212.56.134.0/24 212.56.135.0/24 212=（11010100）2，56=（00111000）2 132=（10000100）2， 133=（10000101）2 134=（10000110）2， 135=（10000111）2 所以共同的前缀有 22 位，即 11010100 00111000 100001，聚合的 CIDR 地址块是： 212.56.132.0/22 27.有两个 CIDR 地址块 208.128/11 和 208.130.28/22。是否有那一个地址块包含了另一个地址？如果有， 请指出，并说明理由。 208.128/11 的前缀为： 11010000 100 208.130.28/22 的前缀为： 11010000 10000010 000101，它的前 11 位与 208.128/11 的前缀是一致的，所以 208.128/11 地址块包含了 208.130.28/22 这一地址块。 28.已知路由器 R1 的路由表如表 4—12 所示。表 4-12 习题 4-28 中路由器 R1 的路由表地址掩码 目的网络 地址 下一跳地址 路由器接口 /26 140.5.12.64 180.15.2.5 m2 /24 130.5.8.0 190.16.6.2 m1 /16 110.71.0.0 …… m0 /16 180.15.0.0 …… m2 /16 196.16.0.0 …… m1 默认 默认 m0 试画出个网络和必要的路由器的连接拓扑，标注出必要的 IP 地址和接口。对不能确定的情应该指明。图 形见课后答案 P380 29.一个自治系统有 5 个局域网，其连接图如图 4-55 示。 LAN2 至 LAN5 上的主机数分别为： 91，150，3 和 15.该自治系统分配到的 IP 地址块为 30.138.118/23。试给出每一个局域网的地址块（包括 前缀）。 30.138.118/23–30.138.0111 011 分配网络前缀时应先分配地址数较多的前缀题目没有说 LAN1 上有几个主机，但至少需要 3 个地址给三个 路由器用。 本题的解答有很多种，下面给出两种不同的答案： 第一组答案 第二组答案 LAN1 30.138.119.192/29 30.138.118.192/27 LAN2 30.138.119.0/25 30.138.118.0/25 LAN3 30.138.118.0/24 30.138.119.0/24 LAN4 30.138.119.200/29 30.138.118.224/27 LAN5 30.138.119.128/26 30.138.118.128/27 30. 一个大公司有一个总部和三个下属部门。公司分配到的网络前缀是 192.77.33/24.公司的网络布局如图 4-56 示。总部共有五个局域网，其中的 LAN1-LAN4 都连接到路由器 R1 上， R1 再通过 LAN5 与路由器 R5 相连。 R5 和远地的三个部门的局域网 LAN6 ～LAN8 通过广域网相连。每一个局域网旁边标明的数字 是局域网上的主机数。试给每一个局域网分配一个合适的网络的前缀。见课后答案 P380 31.以下地址中的哪一个和 86.32/12 匹配：请说明理由。 （1）86.33.224．123：（ 2）86.79.65.216；（ 3）86.58.119.74; (4) 86.68.206.154。 86.32/12 86.00100000 下划线上为 12 位前缀说明第二字节的前 4 位在前缀中。 给出的四个地址的第二字节的前 4 位分别为： 0010 ，0100 ，0011 和 0100。因此只有（ 1）是匹配的。 32.以下地址中的哪一个地址 2.52.90。140 匹配？请说明理由。 （1）0/4；（ 2）32/4；（ 3）4/6（4） 152.0/11 前缀（ 1）和地址 2.52.90.140 匹配 2.52.90.140 0000 0010.52.90.140 0/4 0000 0000 32/4 0010 0000 4/6 0000 0100 80/4 0101 0000 33.下面的前缀中的哪一个和地址 152.7.77.159 及 152.31.47.252 都匹配？请说明理由。 （1） 152.40/13；（ 2）153.40/9；（ 3）152.64/12；（4）152.0/11。 前缀（ 4）和这两个地址都匹配 34. 与下列掩码相对应的网络前缀各有多少位？ （1）192.0.0.0；（ 2）240.0.0.0；（ 3）255.254.0.0；（ 4）255.255.255.252。 （1）/2 ; (2) /4 ; (3) /11 ; (4) /30 。 35. 已知地址块中的一个地址是 140.120.84.24/20。试求这个地址块中的最小地址和最大地址。地址掩码 是什么？地址块中共有多少个地址？相当于多少个 C 类地址？ 140.120.84.24 140.120.(0101 0100).24 最小地址是 140.120.(0101 0000).0/20 (80) 最大地址是 140.120.(0101 1111).255/20 (95) 地址数是 4096.相当于 16 个 C 类地址。 36.已知地址块中的一个地址是 190.87.140.202/29。重新计算上题。 190.87.140.202/29 190.87.140.(1100 1010)/29 最小地址是 190.87.140.(1100 1000)/29 200 最大地址是 190.87.140.(1100 1111)/29 207 地址数是 8.