计算机网络答案第五版 - 谢稀仁

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 B2的处理

地址 接口 地址 接口 (转发?丢弃?登记?) (转发?丢弃?登记?)

A→E A 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 net-id 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128.0~~128.255,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 192.0.0~~192.255.255,共256*256=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?

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