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计算机网络简明教程课后答案-谢希仁

第一章

习题1-01计算机网络向用户可以提供哪些服务？

答：数据传输：网络间个计算机之间互相进行信息的传递。

资源共享：进入网络的用户可以对网络中的数据、软件和硬件实现共享。

分布处理功能：通过网络可以把一件较大工作分配给网络上多台计算机去完成

习题1-02简述分组交换的要点。

分组交换采用存储转发技术。

（1）在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。

（2）每一个数据段前面添加上首部构成分组。

（3）分组交换网以“分组”作为数据传输单元。

（4）依次把各分组发送到接收端（假定接收端在左边）。

（5）接收端收到分组后剥去首部还原成报文。

（6）最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的报文

习题1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。

答：电路交换，它的主要特点是：①在通话的全部时间内用户独占分配的传输线路或信道带宽，即采用的是静态分配策略；

②通信双方建立的通路中任何一点出现了故障，就会中断通话，必须重新拨号建立连接，方可继续，这对十分紧急而重要的通信是不利的。显然，这种交换技术适应模拟信号的数据传输。然而在计算机网络中还可以传输数字信号。数字信号通信与模拟信号通信的本质区别在于数字信号的离散性和可储性。这些特性使得它在数据传输过程中不仅可以间断分时发送，而且可以进行再加工、再处理。③计算机数据的产生往往是“突发式”的，比如当用户用键盘输入数据和编辑文件时，或计算机正在进行处理而未得出结果时，通信线路资源实际上是空闲的，从而造成通信线路资源的极大浪费。据统计，在计算机间的数据通信中，用来传送数据的时间往往不到10%甚至1%。另外，由于各异的计算机和终端的传输数据的速率各不相同，采用电路交换就很难相互通信。

（2）分组交换的优点：高效、灵活、迅速、可靠

分组交换的缺点：

①分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。

②分组必须携带的首部造成了一定的开销。

（3）报文交换的优点：传送数据前不必先占用一条端到端的通信资源。

报文交换的缺点：传送传输时延最大，报文大小不确定，无法确定交换器的容量。

习题1-04为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？

答：融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。

习题1-05因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段的主要特点。

答：从单个网络APPANET向互联网发展；TCP/IP协议的初步成型

建成三级结构的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。

习题1-06简述因特网标准制定的几个阶段？

答：（1）因特网草案(Internet Draft) ——在这个阶段还不是 RFC 文档。

（2）建议标准(Proposed Standard) ——从这个阶段开始就成为 RFC 文档。

（3）草案标准(Draft Standard)

（4）因特网标准(Internet Standard)

习题1-07小写和大写开头的英文名字 internet 和Internet在意思上有何重要区别？

答：（1） internet（互联网或互连网）：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。；协议无特指（2）Internet（因特网）：专用名词，特指采用 TCP/IP 协议的互联网络

区别：后者实际上是前者的双向应用

习题1-08计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？

答：（1）从网络的作用范围进行分类分为：

①广域网 WAN ：因特网的核心部分，起任务是通过长距离运送主机所发送的数据。连接广域网各结点交换机的链路一般都是高速链路，具有较大的通信容量。

②局域网 LAN：一般用微型计算机或工作站通过高速通信线路相连，但地理上局限在较小的范围。

③城域网 MAN ：多采用以太网技术，作用范围一般是一个城市。

④个人区域网 PAN：在个人工作地方把属于个人使用的电子设备用无线技术连接起来的网络。

（2）从网络的使用者进行分类分为：

①公用网：电信公司出资建造的大型网络，所有愿意按电信公司的规定交纳费用的人都可以使用这种网络。

②专用网：某个部门为本单位的特殊业务工作的需要而建造的网络，不向本单位以外的人提供服务。

（3）用来把用户接入到因特网的网络：

接入网AN，又称本地接入网或居民接入网，只起到让用户能够与因特网连接的“桥梁”作用

习题1-09计算机网络中的主干网和本地接入网的主要区别是什么？

答：主干网：提供远程覆盖\高速传输\和路由器最优化通信

本地接入网：主要支持用户的访问本地，实现散户接入，速率低。

习题1-12因特网的两大组成部分（边缘部分与核心部分）的特点是什么？它们的工作方式各有什么特点？

答：边缘部分：由各主机构成，用户直接进行信息处理和信息共享;低速连入核心网。

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。

习题1-13客户服务器方式与对等通信方式的主要区别是什么？有没有相同的地方？

答：客户服务器有主机和客户机之分，客户机向主机发送服务请求，并有主机的地址，主机被动的接收客户的请求，给于客户请求服务。对等通信方式没有主机和客户机之分，每个电脑都是平等的，每个电脑都可能是主机和客户机，这个主要看电脑是在请求服务还是在给于服务。客户服务器方式和对等通信方式都是在网络上进行的，都有大量的电脑组成一个网络，并且有着相同的软件支持，都间接存在主机和客户机之分，都存在网络边缘和网络核心！

习题1-14 计算机网络有哪些常用的性能的指标？

答（1）速率：连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率。

（2）带宽：网络的通信线路所能传送数据的能力。

（3）吞吐量：单位时间内通过某个网络的数据量。

（4）时延：数据从网络的一端传送到另一端所需的时间。

（5）时延带宽积：传播时延与带宽的乘积。

（6）往返时间：从发送方发送数据到其收到接受方的确认所需时间，与发送的分组长度有关。

（7）利用率：有信道利用率和网络利用率两种

习题1-15 假定网络利用率达到了90%。试估计一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍？

解：设网络利用率为U。，网络时延为D，网络时延最小值为D0

U=90%;D=D0/(1-U)---->D/ D0=10

现在的网络时延是最小值的10倍

习题1-16 计算机通信网有哪些非性能特征？非性能特征与性能特征有什么区别？

答：征：宏观整体评价网络的外在表现。性能指标：具体定量描述网络的技术性能。

习题1-17 收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2×108m/s。试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。

从上面的计算中可以得到什么样的结论？

解：（1）发送时延：ts=107/105=100s

传播时延tp=106/(2×108)=0.005s

（2）发送时延ts =103/109=1μs

传播时延：tp=106/(2×108)=0.005s

结论：若数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延。但若数据长度短而发送速率高，则传播时延就可能是总时延中的主要成分。

习题1-18假设信号在媒体上的传播速度为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（城域网）

（4）5000km（广域网）

试计算出当数据率为1Mb/s和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。

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=5×102

1Gb/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=5×104

1Gb/s: 比特数=2.5×10-2×1×109=5×107

习题1-20网络体系结构为什么要采用分层次的结构？试举出一些与体系结构的思想相似的日常生活.

答：分层次的好处：（1）.各层之间是独立的。（2）.灵活性好。（3）.结构上可分割开。（4）.易于实现和维护。（5）.能促

进标准化工作。

例如：图书整理工作、学校中各个部门的划分等等。

习题1-21协议与服务有何区别？有何关系？

答：网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。由以下三个要素组成：

（1）语法：即数据与控制信息的结构或格式。

（2）语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。

（3）同步：即事件实现顺序的详细说明。

协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务，而要实现本层协议，还需要使用下面一层提供服务。

协议和服务的概念的区分：

1、协议的实现保证了能够向上一层提供服务。本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。下面的协议对上面的服务用户是透明的。

2、协议是“水平的”，即协议是控制两个对等实体进行通信的规则。但服务是“垂直的”，即服务是由下层通过层间接口向上层提供的。上层使用所提供的服务必须与下层交换一些命令，这些命令在OSI中称为服务原语。

习题1-22网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？

答：网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。由以下三个要素组成：

（1）语法：即数据与控制信息的结构或格式。

（2）语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。

（3）同步：即事件实现顺序的详细说明。

习题1-23为什么一个网络协议必须把各种不利的情况都考虑到？

答：因为网络协议如果不全面考虑不利情况，当情况发生变化时，协议就会保持理想状况，一直等下去！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。

习题1-24 试述五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。

答：所谓五层协议的网络体系结构是为便于学习计算机网络原理而采用的综合了OSI七层模型和TCP/IP的四层模型而得到的五层模型。

各层的主要功能：

（1）应用层

应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要。应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远地操作，而且还要作为互相作用的应用进程的用户代理（user agent),来完成一些为进行语义上有意义的信息交换所必须的功能。

（2）运输层

任务是负责主机中两个进程间的通信。

因特网的运输层可使用两种不同的协议。即面向连接的传输控制协议TCP和无连接的用户数据报协议UDP。

面向连接的服务能够提供可靠的交付。

无连接服务则不能提供可靠的交付。只是best-effort delivery.

（3）网络层

网络层负责为分组选择合适的路由，使源主机运输层所传下来的分组能够交付到目的主机。

（4）数据链路层

数据链路层的任务是将在网络层交下来的数据报组装成帧（frame)，在两个相邻结点间的链路上实现帧的无差错传输。（5）物理层

物理层的任务就是透明地传输比特流。

“透明地传送比特流”指实际电路传送后比特流没有发生变化。

物理层要考虑用多大的电压代表“1”或“0”，以及当发送端发出比特“1”时，接收端如何识别出这是“1”而不是“0”。物理层还要确定连接电缆的插头应当有多少根脚以及各个脚如何连接。

习题1-25 试举出日常生活中有关“透明”这种名词的例子.

答：“透明”是指某一个实际存在的事物看起来却好像不存在一样。书上举例如：你看不见在你面前有100%透明的玻璃的存在。

习题1-26 解释下列名词：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：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。

实体：表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。在许多情况下，实体是一个特定的软件模块。

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。

客户、服务器：客户和服务器都是指通信中所涉及的两个应用进程。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。客户是服务请求方，服务器是服务提供方。

客户-服务器方式：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，当客户进程需要服务器进程提供服务时就主动呼叫服务进程，服务器进程被动地等待来自客户进程的请求。

习题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）

1.28..试说明IP地址与物理地址的区别。为什么要使用这两种不同的地址？

答如上图所示，IP地址在IP数据报的首部，而硬件地址则放在MAC帧的首部。在网络层以上使用的是IP地址，而链路层及以下使用的是硬件地址。

在IP层抽象的互连网上，我们看到的只是IP数据报，路由器根据目的站的IP地址进行选路。在具体的物理网络的链路层，我们看到的只是MAC帧，IP数据报被封装在MAC帧里面。MAC帧在不同的网络上传送时，其MAC帧的首部是不同的。这种变化，在上面的IP层上是看不到的。每个路由器都有IP地址和硬件地址。使用IP地址与硬件地址，尽管连接在一起的网络的硬件地址体系各不相同，但IP层抽象的互连网却屏蔽了下层这些很复杂的细节，并使我们能够使用统一的、抽象的IP地址进行通信。

第二章

2-01

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 规程与协议有什么区别？

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。

2-10 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

2-13 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。

常用的信道复用技术有：频分复用、时分复用、统计时分复用、波分复用、码分复用等

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。

2-17 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

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

3-10 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

（提示：请弄清什么是“透明传输”，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。

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。

3-13 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

3-17 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。

3-28 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

3-30 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

3-33 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

1、网络互联有何实际意义?进行网络互联时,有哪些共同的问题需要解决.

解答

一、网络互联的实际意义

(1)局域网的发展必然走向互联,异构网或非标准网的存在,也需互联.因为只有实

现网络互联,才能使用户更好地实现资源共享;

(2)网络互联可以带来一系列好处:

①扩大网络物理范围,在更大范围内实现资源共享;

②改善网络性能.若将一个大局域网分割成互联的若干个小的局域网,且每个小局

域网内部通信量明显地高于网间通信量时,整个互联网的性能比大局域网好;

③隔离故障和错误,提高网络可靠性;

④在一个互联的局域网中可使用不同传输媒体;

⑤可以实现不同类型的局域网(如CSMA/CD、令牌环、令牌总线)的互联;

⑥可增加接入网络的最大站点数目;

⑦有利于网络的安全管理.

二、网络互联时需要解决以下共同问题

(1)在网络之间至少提供一条物理上连接的链路以及控制这条链路的规程;

(2)在不同网络的进程之间提供合适的路由;

(3)有一个计费的服务,记录不同网络、网关的使用情况并维护这个状态信息;

(4)尽可能不修改互联在一起的网络的体系结构,适应不同网络间的差别,包括不同

的寻址方案、不同的最大分组长度、不同的超时控制、不同的差错恢复方法、不同的路由选

择技术、不同的服务(面向连接服务和无连接服务)、不同的访问控制机制、不同的管理与

控制方式、不同的状态报告方法,等等.

2、区别internet 和Internet..

解答：internet(互联网)是泛指多个计算机网络互联而成的计算机网络.使用大写字母I 的Internet(因特网)则是指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接起来的特定计算

机网络,其前身是美国的ARPANET,它采用TCP/IP 协议.

3、作为中间系统,转发器(中继器)、网桥、路由器和网关有何区别?

解答：转发器：是物理层中间设备。主要作用是在物理层中实现透明的二进制比特复制，以补偿信号衰减。网桥：是数据链路层的中间设备。主要作用是根据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。

路由器：网络层的中间设备。作用是在互连网中完成路由选择的功能。

网关：网络层以上的中间系统。作用是在高层进行协议的转换以连接两个不兼容的系统。

4、试简单说明以下协议的作用:

IP、ICMP、IGMP 以及ARP 和RARP.

解答：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。ARP协议：完成IP地址到MAC地址的映射。

RARP：使只知道自己硬件地址的主机能够知道其IP地址。

ICMP：允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。从而提高IP数据报交付成功的机会.

5、IP 地址分为几类?各如何表示?IP 地址的主要特点是什么?

解答

IPv4 地址长32 位,可分为5 种类型,除最高5 位状态为11110 的E类地址保留外,最

高位为0 的IP 地址属于A 类地址;最高 2 位为10,则属于B 类;最高3 位为110 称为C

类地址;D 类则作为组播地址,最高 4 位状态为1110.下面进一步讨论A、B、C 三类地址:

IP 地址分为网络号与主机号两部分,每个网络号标识一个网络,主机号标识每个网络

中的某个主机.将32 位IP 地址分为 4 个8位码段,A 类IP 地址的网络号占最高一个码段,

其余三个码段代表主机号,因此使用 A 类IP 地址的 A 类网络的特点是网络数少,每个网络

支持的主机多.A 类网络的有效网络号范围为00000001 到01111110,网络地址的十进制表

示为 1.x.x.x 到126.x.x.x,x 取值0 到255.网络号0 和127 被保留,0 代表整个Internet 网络,127 可用于任意一台主机的环回测试.另外,网络号10 可用作内部专网.共有125 个A类网络可供分配.

B 类地址的网络号和主机号各占两个码段,网络地址范围为128.x.x.x 到191.x.x.x,最

多有214

-2=16382 个B类网络.每个网络可支持65534 台主机,主机号为0 代表整个网络,

全1为广播地址.网络号172.16 至172.31 共16 个B类网络保留给内部专网使用.C 类地

址和 A 类地址正好相反,主机号占地址最低 1 个码段,其余3 个码段都表示网络号,网络

地址范围为192.x.x.x 到223.x.x.x,221

-2=2097150 个C类网络.每个网络支持主机最多254

个.共有256 个C类网络保留给内部专网,网络号为192.168.0 到192.168.255.

可以使用子网掩码,动态调节网络号和主机号,比如,可以使用掩码255.255.255.192

将一个 C 类网络划分成4 个子网,也可使用掩码255.255.254.0 通过无类别域间路由协议

CIDR 将两个C 类网络合并为一个可支持510 个主机的网络.

IP 地址具有以下一些特点:

(1) IP 地址是一种非等级的地址结构,也就是说,和电话号码的结构不同,IP 地址

不能反映任何有关主机位置的地理信息.

(2) 当一个主机同时连接到两个网络时,该主机就必须具有两个相应的IP 地址.其

网络号net-id 是不同的.这种主机称为多穴主机(multihomed host).

(3) 由于IP 地址中含有网络号,因此严格地讲,IP 地址不仅是指明一个主机(或路

由器),而且指明了一个主机(或路由器)到一个网络的连接.

(4) 与某个局域网相连接的主机或路由器的IP 地址中的网络号都必须是一样的.

(5) 路由器总是具有两个或两个以上的IP 地址.

(6) 按照Internet 的观点,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相同的网络号.

(7) 在IP 地址中,所有被分配了网络号的网络,不管是地域很小的局域网还是覆盖

了很大地理范围的广域网,都是平等的.

(8) IP 地址有时也可以用来指明单个网络的地址,此时只要将该IP 地址的主机号置

为全0 即可.

6、试说明IP 地址与网络硬件地址的区别.为什么要使用这两种不同的地址?

解答

一台主机的IP 地址是该主机在经过IP 层抽象的互联网上的全局地址,网络硬件地址也

称MAC 地址,是该主机在具体物理网络上的地址.

在互联网上看到的是IP 数据报,执行IP 协议的路由器根据数据报中的IP 地址选择路

由,并通过该路由器将IP 数据报转发到下一跳.具体的物理网络的链路层看到的是MAC

帧,IP 数据报被封装进MAC 帧中,按照MAC 帧中目的MAC 地址寻址.因此两个地址同

时都需要使用.

10、某单位有28 个部门,拥有4000 多台计算机,每个部门最多不超过250 台机器.现在打

算接入Internet,但只申请到了5 个公开的合法 C 级IP 地址.要使该单位所有机器都能访问

外部网站,怎么办?

解答

大家可能想到的解决方案就是使用代理服务.除把合法IP 地址分配给WEB、E-mail、

DNS、DHCP 等服务器外,至少必须分配一个IP 地址给代理服务器.有可能的话,为多台

代理服务器分配IP 地址.那么给其它机器分配什么地址?

根据问题中的条件,你可以把每个部门构造为一个 C 级IP 网络.随便找28 组C级IP

地址在单位内部使用,所有机器通过代理服务器进入Internet.但在内部使用别人的地址,

也是一种侵权行为,尽管人家不一定追究你.怎么办?

不要着急!IP 地址空间中,除了我们曾提到的0.0.0.0 和127.0.0.0 两个 A 类网络的IP

地址保留外,还保留三个区域作为专用IP 地址(Private IP).这三个地址范围为:

10.0.0.0.~ 10.255.255.255 1 个A类网络

172.16.0.0.~ 172.31.255.255 16 个B类网络

192.168.0.0.~ 192.168.255.255 256 个C类网络

这些地址专门用来支持建设单位内部Intranet,使用这些地址是合法的.比如,南京大

学校园网就使用172.16.0.0 来支持学生虚拟IP 地址的分配,将这个 B 类网络通过分割子网

的方法将这些地址按每个子网最多254 台设备划分给不同的建筑物,最多254 个子网.当然

也可以按不均等分割子网划分方案,见下题.鼓楼校区逸夫馆的子网的主机IP 地址范围是

172.16.28.1~172.16.28.254.

根据上面的问题,可以用专用 C 级IP 地址把每个部门类网络设置成一个 C 类网络.也

可采用南京大学类似的 B 级地址方案.

11、某集团公司的网络中心给其一个下属公司分配了一个B 级IP 子网地址172.20.0.0/20.

这个下属公司有10 个部门,需要将该子网进一步分割成10 个子网.其中软件开发部有300

台机器需要分配IP 地址,其余有两个部门各需要100 个IP,四个部门需要50 个,三个部门

需要10 个.如何有效地分配地址?

解答

题中/20 是子网掩码的一种表示方法,表示32 比特子网掩码中含有20 个1,该掩码也

可写成255.255.240.0.

由于软件开发部需要300 个IP,因此有28

<300<29

,32-9=23,该开发部子网掩码为/23.

网络有原来的/20 分割为/23,共分23

=8 个子网,且只有6 个可用(想必大家已经明白原因).

按常规的子网分割方法无法应付10 个子网的需求.需要采用"变长子网掩码"(VLSM—

Variable Length Subnet Mask)技术来建立不均等分割子网.其做法如下:

(1) 使用子网掩码/23,将子网172.20.0.0/20 切分为8 段,可用的6 段各有510 个有

效IP.将其中一段分配给软件开发部,足以满足其300 个IP 的需要.

(2) 从余下的5 段中将一段再细分为4 个子网,子网掩码为/25,每个子网有126 个

有效IP.将可用的两个子网分配给需求100 个IP 的部门.

(3) 再从剩下的4 段中取一段分割成8 个子网,子网掩码/26.每个子网62 个有效IP.

4 个子网分配给需要50 个IP 的四个部门.

(4) 将余下的2 个可用的/26 子网分别各自再分成4 个/28 子网,总共8 个子网中只有

4 个子网可用,每个子网14 个有效IP.分配给3 个需要10 个IP 的部门,还余1

个/28 子网.

按此法分配后,还余三段/23 子网和一段/28 子网未分配,可用于以后网络的扩展.从常

规分割子网IP 不够用到不均等分割子网IP 富足有余,可以看出后者的优越性.

但是需要注意的是,采用VLSM 方法不能利用最简单的RIP 路由协议(参阅RFC1058),在

网际互联时需要考虑兼容性.

12、南京大学计算机系所在的逸夫馆6 楼至10 楼要组建一个网络,现有500 台机器要分配

IP 地址.学校给了我们可构成2 个C类网络的2 组IP 地址202.119.36.0~202.119.36.255 和202.119.37.0~202.119.37.255,怎样利用它们构成一个支持500 台机器的网络?

解答

我们已经知道,把一个默认大小的网络(如C类网络)分成几个范围更小的网络,称为"分割子网".同样,如果把几个默认大小的网络合并成一个更大的网络,则我们将它称

为"合并网络".

合并网络通过一种"超网寻址"(Supernet Addressing)技术来实现,该技术由"无类别

域间路由"(CIDR—Classless Inter-Domain Routing)协议所规范.

问题中提到的202.119.36.0 和202.119.37.0 两个C 类网络可提供508 个有效IP 地址,能

满足IP 地址需求量,但按照默认的 C 级子网掩码(255.255.255.0 或/24),组成的是两个C

类网络.系内分属于两个网络的机器不能直接沟通,需要使用路由器来转发数据.

如果子网掩码中默认的主机域向网络域借用 1 个比特,将1改成0,则变成新的子网掩

码255.255.254.0 或/23.由此将两个 C 类网络组成一个无类别网络,网络中的任何成员主机

之间通信无须使用路由器,只需要提供实现该网络内外数据交换所需的转发路由器.此外,

还可多出两个IP 地址供分配(202.119.36.255 和202.119.37.0).

需要指出的是,与此网络相连的所有路由设备必须支持而且启动CIDR 协议.

13、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?

解答

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它们的分组是否确实是要投递给它们的.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,是因为如果数据参与检验和,时间上的额外开销会大大增加,

因为数据通常比首部要长得多.再则高层协议通常会对数据进行这种检验工作,IP 层对数

据检验显得重复和多余.

因此,IP 数据报中的首部检验和不检验数据报中的数据,可以加快分组的转发.缺点

是数据部分出现差错时不能及早发现.

14、一个3200 比特长的TCP 报文传到IP 层,加上160 比特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 比特.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)?

解答

进入本机IP 层时报文长度为3200+160=3360 比特,然后封装在第一个局域网的数据帧

中(如果第一个局域网的数据帧的数据部分最大长度小于IP 数据报的长度,则要分片),到

达连接两个局域网的路由器后,将IP 数据报取出(如果分片则需要重组合并成IP 数据报),

再送入第二个局域网.由于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 比特,1200 数据部分扣除160 比特IP 首部开销,只能承载1040 比特净负荷.3200 比特可分

为4片,最后一片为80 比特.4 片需要有 4 个IP 首部,共计640 比特,所以第二个局域网

向其上层(IP 层)要传送3200+640=3840 比特的数据.

6-14一个3200bit长的TCP报文传到IP层，加上160bit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1200bit，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。6-16设某路由器建立了如下路由表（这三列分别是目的网络、子网掩码和下一跳路由器，若直接交付则最后一列表示应当从哪一个接口转发出去）：

128.96.39.0 255.255.255.128 接口0

128.96.39.128 255.255.255.128 接口1

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，其目的站IP地址分别为：

（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

试分别计算其下一跳。

解：（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。

16、某单位分配到一个B 类IP 地址,其网络号为129.250.0.0.该单位有4000 多台机器,分

布在16 个不同的地点.如选用子网掩码255.255.255.0,试给每一个地点分配一个子网号码,

并算出每个地点主机号码的最小值或最大值.

答：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

17、一个数据报长度为4000 八比特组(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 八比特组.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M 标志应为何数值?

解答

数据报长度为4000 八比特组,去掉固定首部长度20 八比特组,数据字段长度为3980

比特,可分为 3 个短些的数据报片.每个数据字段长度分别为1480、1480 和1020 八比特组.

片偏移字段的值分别为0、185、370.M 标志字段的值分别为1、1、0.

18、某个IP 地址的十六进制表示是C22F1481,试将其转换为点分十进制的形式.这个地址

是哪一类IP 地址?

解答

用点分十进制表示,该IP 地址是194.47.20.129,为C类地址.

19、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?

解答

ARP 不是向网络层提供服务,它本身就是网络层的一部分,帮助向传输层提供服务.

在数据链路层不存在IP 地址的问题.数据链路层协议是象HDLC 和PPP 这样的协议,它们

把比特串从线路的一端传送到另一端.

20、ARP 和RARP 都是将地址从一个空间映射到另一个空间.在这个意义上讲,它们是相

似的.然而ARP 和RARP 在实现方面却有一点很不相同.请指出这个不同点.

解答：在RARP 的实现中有一个RARP 服务器负责回答查询请求.在ARP 的实现中没有这样

的服务器,主机自己回答ARP 查询.请参阅有关ARP 和RARP 书籍.

顺便指出,ARP 协议数据报可以通过IP 路由器转发;而RARP 则无法通过IP 路由器

转发,即只局限于单个广播域内.

21、在因特网上的一个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?

解答

对于一个 B 类网络,高端16 位形成网络号,低端16 位是子网或主机域.在子网掩码

的低16 位中,最高有效4 位是1111,因此剩下12 位(第3码段低 4 位和第4 码段)用于

主机号.因此,存在4096 个主机地址,但由于全0 和全1 是特别地址,因此最大主机数目

应该是4094.

22、在IPv4 首部中有一个"协议"字段,但在IPv6 的固定首部中却没有.这是为什么?

解答

设置协议字段的目的是要告诉目的主机把IP 分组交给哪一个高层协议处理程序(TCP

或UDP).中途的路由器并不需要这一信息,因此IPv6 不必把它放在主首部中.实际上,

这个信息存在主首部中,但被(下一首部字段)伪装了.最后一个扩展首部的下一首部字段

就用于指向高层协议.

23、当使用IPv6 时,是否ARP 协议需要改变?如果需要改变,那么应当概念性的改变还是

技术性的改变?

解答

从概念上讲,不需要改变.在技术上,由于被请求的IP 地址现在变大了,因此需要比

较大的域(也称段).

24、IPv6 使用16 个八比特组地址空间.设每隔1 微微秒就分配出100 万个地址.试计算大

约要用多少年才能将IP 地址空间全部用完.可以和宇宙的年龄(大约有100 亿年)进行比

较.

解答：使用16 个八比特组,总的地址数为2128或3.4*1038

.如果我们以每10-12秒106(亦即每秒1018)个地址的速率分配它们,这些地址将持续3.4*1020 秒,即大约1013年的时间.

这个数字是宇宙年龄的1000 倍.当然,地址空间不是扁平的,因此它们的分配是非线性的,

但这个计算结果表明,即使分配方案的效率为千分之一,这么多地址也永远都不会用完.

25、在什么情况下需要使用源站选路?

解答

可以在IPv6 的路由选择扩展首部中给出到达目的站沿途经过的路由器,使用源站选路

策略.当互联网路由器不保持路由表时,必须使用源站选路实现路由选择.

26、IGP(IRP)和EGP(ERP)这两类协议的主要区别是什么?

解答

IGP 是自治系统内部的路由协议,为了计算自治系统内从给定的路由器到任意网络的最

小费用路径,IGP 需要为自治系统内的路由器建立相当详细的路由器相互连接模式.

而EGP 则是自治系统间的路由协议,在各自独立管理的不同自治系统上的路由器之间

交换概要性的可达信息,通常比EGP 更加简单,不如IGP 使用的信息详细.

27、试叙述RIP、OSPF 和BGP 路由协议的主要特点.

解答

RIP(Routing Information Protocol)协议是一个基于距离向量的分布式路由选择协议,

其最大优点是就是简单.RIP 将距离定义为目的网络所经过的路由器数目(跳数),每经过

一个路由器,跳数加 1.RIP 认为一个好的路由就是跳数少,即距离短.主要特点有:(1)

RIP 只适用于小型网络,最大跳数为15,当跳数为16 则认为不可达;(2)RIP 只能在两个

网络之间选择一条路由,不能同时使用多条路由;(3)RIP 让互联网中所有路由器每隔30

秒向相邻路由器广播自己的整个路由表,各路由器根据交换的距离信息,修改各自的路由表; (4)RIP 使用运输层的用户数据报UDP 进行传送信息.

OSPF 克服了RIP 限制网络规模、交换完整路由信息开销大、路由更新过程收敛时间过

长等缺点,但要复杂得多.之所以称为开放最短路径优先,表明是一种公开发表的协议,并

使用了Dijkstra 最短路径算法.OSPF 最主要的特征就是它是一种分布式链路状态协议,而

不是RIP 那样的距离向量协议.OSPF 要点如下:(1)所有路由器都维持一个链路状态数据

库,即整个互联网拓扑的有向图;(2)每个路由器使用链路状态数据库中的数据计算出自己

的路由表;(2)只要网络拓扑发生变化,将引发链路状态数据库快速更新,各路由器重新计

算出新的路由表,更新过程收敛快是OSPF 主要优点;(3)OSPF 依靠各路由器之间交换更

新的链路状态信息,维持全网范围内链路状态数据库的一致性(链路状态数据库同步);(5)

OSPF 不用UDP 而是直接使用IP 数据报来传送信息.

BGP 基本上也是一个距离向量协议,但与RIP 这样的其它距离向量协议有很大区别.

BGP 中将连接网络的路由器称为站,BGP 不是保留通往每个目的站的费用,而是保留到达

该目的站的完整路由.BGP 也不是把每一个可能的目的站的费用周期性地通知其邻站,而

是将它使用的每一个路由告诉邻站.邻站指接在同一个子网的两个路由器,若两个邻站分属

于两个不同的自治系统,而其中一个邻站想和另一个邻站定期交换路由信息,则应该有一个

商谈过程,该过程称为邻站获取(通过Open 和keepalive 报文实现).一旦邻站关系建立,

需要用邻站可达性过程(彼此周期性交换keepalive 报文)来维持.每个路由器维护一张含

有所能到达的子网以及到此子网的最佳路由的路由表,当路由表发生变化时,路由器执行网

络可达性过程,用广播方式对所有BGP 路由器发出一个Update 报文.BGP 解决了通常的距

离向量路由选择算法中路由更新过程收敛慢的问题.

28、ICMP 的协议的要点是什么?

解答

ICMP 允许主机或路由器报告差错或异常情况,还可以提供通信量控制、改变路由、测

试网络实体是否能够通信、询问地址掩码、测试路由时延等功能.

IP 是一种不可靠的网络服务协议,只能"尽最大努力"传送,可能会丢弃数据报,ICMP

则允许在数据报无法投递的情况下通知发送端.

ICMP 报文封装在IP 数据报中传送,但它不是高层协议,而仍然是IP 层的协议.

ICMP 报文分为差错报文和ICMP 询问报文两类.改变路由(Redirect—重定向)是使

用最频繁的ICMP 差错报文,ICMP 询问报文的一个典型用例是,应用程序PING(Packet InterNet Groper)使用回送(Echo)请求和回送应答报文来测试两个主机之间是否可达.

29、IPv6 没有首部检查和,这样做的优缺点是什么?

因为IPv6 的扩展首部使得整个首部总长度是变化的,且主首部中只有净负荷长度,要

知道主首部加上各扩展首部有多长需要经过较繁的计算.此外,有些扩展首部(如路由选择

首部)的内容还需要修改,因此,首部检查和需要沿途路由器反复计算.

IPv6 没有首部检查和,优点是沿途路由器开销小,效率高.缺点是可能会因为首部出

错而误操作,比如,将IP v6 分组交付给不正确的目的主机.

30、当某个路由器发现一数据报的首部检查和有差错时,为什么采取丢弃的办法而不是要求

源站重传此数据报?检验首部差错为什么不采用CRC 检验码?

解答

因为其高层运输协议已经提供了丢包重传的功能,当数据报的首部检查和有差错时,互

联网层采取丢弃策略,运输层协议会将按照数据报丢失一样来处理.

因为数据报首部有些参数可能不断改变,在从源主机到目的主机每一跳都要重新计算检

验码,计算检查和比生成CRC 检验码要快速得多.

31、描述IP 路由选择的要点.

解答

一个TCP/IP 网络是由多个物理网络互联而成的,连接这些物理网络的路由器常称为IP

网关,每个网关都有两个或多个网络的直接连接.与网关不同,主机通常只连接到一个物理

网络,当然,多穴主机(multihomed host)是一个例外.

选择IP 分组通路的过程被称作路由选择.IP 路由选择基于目的网络,而不是目的主机,

因此IP 路由有直接和间接之分.位于同一物理网络的主机之间的通信称为直接路由通信.

不在同一物理网络的主机之间的通信称为间接路由通信.直接路由选择由物理网络传输系统

完成,而通过网关将IP 分组转发到一个与源主机没有直接连接的网络所进行的路由选择则

叫做间接路由选择.

判断目的地址是否与源主机同在一个直接相连的物理网络的方法是,发送者抽取目的

IP 地址的网络号,与自己IP 地址的网络号相比较.如果相同,就直接投递.在本地网络划

分子网的情况下,如果目的地址属于本地的另一个子网,那么这里所说的IP 地址的网络号

也包含子网号,也就是说,可以把本地不同的子网也当作不同的物理网络看待.

对于跨越不同物理网络的间接路由,源主机发出的IP 分组一旦通过本物理网络到达通

往目的网络的一个网关,软件就从物理网络的数据帧中抽出分组,路由选择程序可以选择通

向目的网络的下一网关,IP 分组再一次被封装进帧中,并在第二个物理网络上发往该网关,

如此继续下去,直至到达目的物理网络,将分组放入该物理网络的数据帧中直接投递给目的

主机.这样,互联网中的网关形成了一个合作的互连结构,IP 分组从一个网关转发到另一

个网关,直到分组到达一个能直接投递的网关.

使用相同路由协议的网关构成的这种互连结构,称为一个自治系统.一个自治系统内使

用的路由协议称为内部网关协议(IGP).采用不同路由协议的自治系统,也需要通过网关

使用某种路由协议实现互联.支持自治系统之间路由选择和分组转发的网关使用的路由协议

称为外部网关协议(EGP).

32、有一个"严格源路由选择"选项的IP 数据报必须被分片传送,你认为是要把该选项复

制到每一个片段,还是仅拷贝到第一个片段就可以了呢?请解释理由.

解答

由于为每一个分割的片段选择路由时都需要该选项信息,因此该选项必须包含在每一个

片段中.

33、假定IP 的B类地址不是使用16 位而是使用20 位作为B 类地址的网络号部分,那么将会有多少个 B 类网络?

解答

扣除作为前缀10 的2位,将剩余的18 位表示网络,网络数目可以有218

=262144 个.

因全0 和全1 分别代表网络和广播地址,所以有262142 个网络可供分配.

34、有人说,"ARP 向网络层提供服务,因此它是数据链路层的一部分."你认为他的这种

说法对吗?

解答

不对.ARP 不是向网络层提供服务,它本身就是网络层的一部分,帮助向传输层提供

服务.数据链路层采用如像HDLC 和PPP 这样的协议,将比特流以数据帧的结构化形式可

靠地从链路一端传送到另一端,不存在IP 地址的问题.

35、给出在目的主机重组IP 片段的一种方法.

解答

通常,片段有可能不是按序到达,有的还可能中途丢失.而且,在最后一个片段到达之

前,难以确定IP 数据报被分割成多少个片段.处理重组的一种方法是缓存所有的片段,直

至最后一个片段到达.并维持一张位图,记录并监控哪些片段已经接收并放进了缓存.

36、大多数IP 数据报重组算法都有一个计数器,避免因丢失一个片段而长期挂起一个重组

缓冲区.假定一个数据报被分割成 4 个片段,并先期到达了3 个片段,但中间某个片段被耽

搁以致计数器超时,接收缓存中的 3 个片段也因此而丢弃.过了一段时间被耽搁的该片段蹒

跚而至.那么应该如何处置这个片段?

接收方会将其作为一个新的IP 数据报的一部分放入缓存,并等待其它片段的到来.显

然其余片段不可能再来了,该片段也最终因计数器超时而被丢弃.

37、针对一台通过以太网交换机连接到TCP/IP 网络的UNIX 或Windows 主机,回答下列问

题:

(4) 什么命令使用ARP 协议获得远方一台主机的MAC 地址?

(5) 什么命令使用ICMP 协议测试本机与远方一台主机之间的连通性?

(6) 什么命令可以显示网络状态?

解答

(1)arp (2)ping (3)netstat

38、针对在一台通过以太网交换机连接到TCP/IP 网络的UNIX 主机,回答下列问题:

(1)使用什么命令可以设置与主机的一个网络接口相关的选项和参数?

(2)使用什么命令和守护程序来操纵路由选择信息?

解答

(1)ifconfig 命令(2)route 命令和routed 守护程序

39、通常,UNIX 主机的名字和IP 地址可以在哪个文件中找到?

解答/etc/hosts 文件.

40、计算机little-sister.cs.vu.nl 的IP 地址是130.37.62.23,那么该计算机是在A 类、B 类还

是在 C 类网络上?

解答由于该计算机IP 地址的开头8 位是十进制130,因此它在B 类网络上.

6-24一个自治系统有5个局域网，其连接图如图6-61所示。LAN2至LAN5上的主机数分别为：91，150，3和15。该项自治系统分配到的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）。解:分配网络前缀时应先分配地址数较多的前缀。

地址块30.138.118/23可写成30.138.118.0/23

写成二进制表示：00011110 10001010 01110110 00000000

掩码11111111 11111111 11111110 00000000

LAN3有150个主机加一个路由器地址为151个地址。

地址块00011110 10001010 0111011* ********

分配地址块00011110 10001010 01110110 ********

即30.138.118.0/24

LAN2有91个主机加一个路由器地址为92个地址。

分配地址块00011110 10001010 01110111 0*******

即30.138.119.0/25

LAN5有15个主机加一个路由器地址为16个地址。需要/27地址块，可分配/26地址块。

分配地址块00011110 10001010 01110111 10******

即30.138.119.128/26

LAN4有3个主机加一个路由器地址为4个地址。至少需要/29地址块

分配地址块00011110 10001010 01110111 11000***

即30.138.119.192/29

LAN1至少有3个IP地址供路由器用。也分一个/29地址块

分配地址块00011110 10001010 01110111 11001***

即30.138.119.200/29

6-20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）20，（4）62，（5）122，（6）250

答：（3）20+2=22<25（加2即将不能作为子网号的全1和全0的两种，所以子网号占用5bit，所以网络号加子网号共13bit，子网掩码为前13个1后19个0，即255.248.0.0。依此方法：

（1）255.192.0.0，（2）255.224.0.0，（4）255.252.0.0，（5）255.254.0.0，（6）255.255.0.0

6-21以下有四个子网掩码，哪些是不推荐使用的？

（1）176.0.0.0，（2）96.0.0.0，（3）127.192.0.0，（4）255.128.0.0

答：只有（4）是连续的1和连续的0的掩码，是推荐使用的。

6-22有如下的四个/24地址块，试进行最大可能的聚合。

212.56.132.0/24，212.56.133.0/24。212.56.134.0/24，212.56.135.0/24

答：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

6-23有两个CIDR地址块208.128/11和208.130.28/22。是否有哪一个地址块包含了另一地址块？如果有，请指出，并说明理由。

答：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。

6-34假定网络中的路由器B的路由表有如下的项目（这三列分别表示“目的网络”、“距离”和“下一跳路由器”）

N17 A

N22 C

N68 F

N84 E

N94 F

现在B收到从C发来的路由信息（这两列分别表示“目的网络”和“距离”）：

N2 4

N38

N64

N8 3

N95

试求出路由器B更新后的路由表。

解：路由器B更新后的路由表如下：

N17A无新信息，不改变

N25C相同的下一跳，更新

N39C新的项目，添加进来

N65C不同的下一跳，距离更短，更新

N84E不同的下一跳，距离一样，不改变

N94F不同的下一跳，距离更大，不改变

6-35假定网络中的路由器A的路由表有如下的项目（这三列分别表示“目的网络”、“距离”和“下一跳路由器”）

N14 B

N22 C

N31 F

N45G

现在A收到从C发来的路由信息（这两列分别表示“目的网络”和“距离”）：

N1 2

N21

N33

试求出路由器A更新后的路由表。

解：路由器A更新后的路由表如下：

N13C不同的下一跳，距离更短，改变

N22C不同的下一跳，距离一样，不变

N31F不同的下一跳，距离更大，不改变

N45G无新信息，不改变

第五章

5—01 试说明运输层在协议栈中的地位和作用，运输层的通信和网络层的通信有什么重要区别？为什么运输层是必不可少的？

答：运输层处于面向通信部分的最高层，同时也是用户功能中的最低层，向它上面的应用层提供服务

运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信，但网络层是为主机之间提供逻辑通信（面向主机，承担路由功能，即主机寻址及有效的分组交换）。

各种应用进程之间通信需要“可靠或尽力而为”的两类服务质量，必须由运输层以复用和分用的形式加载到网络层。

5—02 网络层提供数据报或虚电路服务对上面的运输层有何影响？

答：网络层提供数据报或虚电路服务不影响上面的运输层的运行机制。但提供不同的服务质量。

5—03 当应用程序使用面向连接的TCP和无连接的IP时，这种传输是面向连接的还是面向无连接的？

答：都是。这要在不同层次来看，在运输层是面向连接的，在网络层则是无连接的。

5—04 试用画图解释运输层的复用。画图说明许多个运输用户复用到一条运输连接上，而这条运输连接有复用到IP数据报上。

5—05 试举例说明有些应用程序愿意采用不可靠的UDP，而不用采用可靠的TCP。

答：VOIP：由于语音信息具有一定的冗余度，人耳对VOIP数据报损失由一定的承受度，但对传输时延的变化较敏感。

有差错的UDP数据报在接收端被直接抛弃，TCP数据报出错则会引起重传，可能带来较大的时延扰动。因此VOIP宁可采用不可靠的UDP，而不愿意采用可靠的TCP。

5—06 接收方收到有差错的UDP用户数据报时应如何处理？

答：丢弃

5—07 如果应用程序愿意使用UDP来完成可靠的传输，这可能吗？请说明理由

答：可能，但应用程序中必须额外提供与TCP相同的功能。

5—08 为什么说UDP是面向报文的，而TCP是面向字节流的？

答：发送方 UDP 对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付 IP 层。UDP 对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界。

接收方 UDP 对 IP 层交上来的 UDP 用户数据报，在去除首部后就原封不动地交付上层的应用进程，一次交付一个完整的报文。

发送方TCP对应用程序交下来的报文数据块，视为无结构的字节流（无边界约束，课分拆/合并），但维持各字节

5—09 端口的作用是什么？为什么端口要划分为三种？

答：端口的作用是对TCP/IP体系的应用进程进行统一的标志，使运行不同操作系统的计算机的应用进程能够互相通信。熟知端口，数值一般为0~1023.标记常规的服务进程；登记端口号，数值为1024~49151，标记没有熟知端口号的非常规的服务进程；

5—10 试说明运输层中伪首部的作用。

答：用于计算运输层数据报校验和。

5—11 某个应用进程使用运输层的用户数据报UDP，然而继续向下交给IP层后，又封装成IP数据报。既然都是

数据报，可否跳过UDP而直接交给IP层？哪些功能UDP提供了但IP没提提供？

答：不可跳过UDP而直接交给IP层

IP数据报IP报承担主机寻址，提供报头检错；只能找到目的主机而无法找到目的进程。

UDP提供对应用进程的复用和分用功能，以及提供对数据差分的差错检验。

5—12 一个应用程序用UDP，到IP层把数据报在划分为4个数据报片发送出去，结果前两个数据报片丢失，后两个到达目的站。过了一段时间应用程序重传UDP，而IP层仍然划分为4个数据报片来传送。结果这次前两个到达目的站而后两个丢失。试问：在目的站能否将这两次传输的4个数据报片组装成完整的数据报？假定目的站第一次收到的后两个数据报片仍然保存在目的站的缓存中。

答：不行

重传时，IP数据报的标识字段会有另一个标识符。仅当标识符相同的IP数据报片才能组装成一个IP数据报。

前两个IP数据报片的标识符与后两个IP数据报片的标识符不同，因此不能组装成一个IP数据报。

5—14 一UDP用户数据报的首部十六进制表示是：06 32 00 45 00 1C E2 17.试求源端口、目的端口、用户数据报的总长度、数据部分长度。这个用户数据报是从客户发送给服务器发送给客户？使用UDP的这个服务器程序是什么？

解：源端口1586，目的端口69，UDP用户数据报总长度28字节，数据部分长度20字节。

此UDP用户数据报是从客户发给服务器（因为目的端口号<1023，是熟知端口）、服务器程序是TFFTP。

5—15 使用TCP对实时话音数据的传输有没有什么问题？使用UDP在传送数据文件时会有什么问题？

答：如果语音数据不是实时播放（边接受边播放）就可以使用TCP，因为TCP传输可靠。接收端用TCP讲话音数据接受完毕后，可以在以后的任何时间进行播放。但假定是实时传输，则必须使用UDP。

UDP不保证可靠交付，但UCP比TCP的开销要小很多。因此只要应用程序接受这样的服务质量就可以使用UDP。

5—16 在停止等待协议中如果不使用编号是否可行？为什么？

答:分组和确认分组都必须进行编号，才能明确哪个分则得到了确认。

5—17 在停止等待协议中，如果收到重复的报文段时不予理睬（即悄悄地丢弃它而其他什么也没做）是否可行？试举出具体的例子说明理由。

答：收到重复帧不确认相当于确认丢失

5—18 假定在运输层使用停止等待协议。发送发在发送报文段M0后再设定的时间内未收到确认，于是重传M0，但M0又迟迟不能到达接收方。不久，发送方收到了迟到的对M0的确认，于是发送下一个报文段M1，不久就收到了对M1的确认。接着发送方发送新的报文段M0，但这个新的M0在传送过程中丢失了。正巧，一开始就滞留在网络中的M0现在到达接收方。接收方无法分辨M0是旧的。于是收下M0，并发送确认。显然，接收方后来收到的M0是重复的，协议失败了。

试画出类似于图5-9所示的双方交换报文段的过程。

答：旧的M0被当成新的M0。

5—22 主机A向主机B发送一个很长的文件，其长度为L字节。假定TCP使用的MSS有1460字节。

（1）在TCP的序号不重复使用的条件下，L的最大值是多少？

（2）假定使用上面计算出文件长度，而运输层、网络层和数据链路层所使用的首部开销共66字节，链路的数据率为10Mb/s，试求这个文件所需的最短发送时间。

解：（1）L_max的最大值是2^32=4GB,G=2^30.

(2) 满载分片数Q={L_max/MSS}取整=2941758发送的总报文数

N=Q*(MSS+66)+{（L_max-Q*MSS）+66}=4489122708+682=4489123390

总字节数是N=4489123390字节，发送4489123390字节需时间为：N*8/（10*10^6）=3591.3秒，即59.85分，约1小时。5—23 主机A向主机B连续发送了两个TCP报文段，其序号分别为70和100。试问：

（1）第一个报文段携带了多少个字节的数据？

（2）主机B收到第一个报文段后发回的确认中的确认号应当是多少？

（3）如果主机B收到第二个报文段后发回的确认中的确认号是180，试问A发送的第二个报文段中的数据有多少字节？（4）如果A发送的第一个报文段丢失了，但第二个报文段到达了B。B在第二个报文段到达后向A发送确认。试问这个确认号应为多少？

解：（1）第一个报文段的数据序号是70到99，共30字节的数据。

（2）确认号应为100.

（3）80字节。

（4）70

5—25 为什么在TCP首部中要把TCP端口号放入最开始的4个字节？

答：在ICMP的差错报文中要包含IP首部后面的8个字节的内容，而这里面有TCP首部中的源端口和目的端口。当TCP收到ICMP差错报文时需要用这两个端口来确定是哪条连接出了差错。

5—26 为什么在TCP首部中有一个首部长度字段，而UDP的首部中就没有这个这个字段？

答：TCP首部除固定长度部分外，还有选项，因此TCP首部长度是可变的。UDP首部长度是固定的。

5—27 一个TCP报文段的数据部分最多为多少个字节？为什么？如果用户要传送的数据的字节长度超过TCP报文

字段中的序号字段可能编出的最大序号，问还能否用TCP来传送？

答：65495字节，此数据部分加上TCP首部的20字节，再加上IP首部的20字节，正好是IP数据报的最大长度65535.（当然，若IP首部包含了选择，则IP首部长度超过 20字节，这时TCP报文段的数据部分的长度将小于65495字节。）数据的字节长度超过TCP报文段中的序号字段可能编出的最大序号，通过循环使用序号，仍能用TCP来传送。

5—28 主机A向主机B发送TCP报文段，首部中的源端口是m而目的端口是n。当B向A发送回信时，其TCP报文段的首部中源端口和目的端口分别是什么？

答：分别是n和m。

5—29 在使用TCP传送数据时，如果有一个确认报文段丢失了，也不一定会引起与该确认报文段对应的数据的重传。试说明理由。

答：还未重传就收到了对更高序号的确认。

5—30 设TCP使用的最大窗口为65535字节，而传输信道不产生差错，带宽也不受限制。若报文段的平均往返时延为20ms，问所能得到的最大吞吐量是多少?

答：在发送时延可忽略的情况下，最大数据率=最大窗口*8/平均往返时间=26.2Mb/s。

5—31 通信信道带宽为1Gb／s，端到端时延为10ms。TCP的发送窗口为65535字节。试问:可能达到的最大吞吐量是多少?信道的利用率是多少?

答：L=65536×8+40×8=524600

C=109b/s

L/C=0.0005246s

Td=10×10-3s

0.02104864

Throughput=L/(L/C+2×Td)=524600/0.0205246=25.5Mb/s

Efficiency=(L/C)//(L/C+2×D)=0.0255

最大吞吐量为25.5Mb/s。信道利用率为25.5/1000=2.55%

5—35 试计算一个包括5段链路的运输连接的单程端到端时延。5段链路程中有2段是卫星链路，有3段是广域网链路。每条卫星链路又由上行链路和下行链路两部分组成。可以取这两部分的传播时延之和为250ms。每一个广域网的范围为1500km，其传播时延可按150000km／s来计算。各数据链路速率为48kb／s，帧长为960位。

答：5段链路的传播时延=250*2+（1500/150000）*3*1000=530ms

5段链路的发送时延=960/（48*1000）*5*1000=100ms

所以5段链路单程端到端时延=530+100=630ms

5—36 重复5-35题，但假定其中的一个陆地上的广域网的传输时延为150ms。

答：760ms

5—45 解释为什么突然释放运输连接就可能会丢失用户数据，而使用TCP的连接释放方法就可保证不丢失数据。

答：当主机1和主机2之间连接建立后，主机1发送了一个TCP数据段并正确抵达主机2，接着主机1发送另一个TCP数据段，这次很不幸，主机2在收到第二个TCP数据段之前发出了释放连接请求，如果就这样突然释放连接，显然主机1发

送的第二个TCP报文段会丢失。

而使用TCP的连接释放方法，主机2发出了释放连接的请求，那么即使收到主机1的确认后，只会释放主机2到主机1方向的连接，即主机2不再向主机1发送数据，而仍然可接受主机1发来的数据，所以可保证不丢失数据。

5—46 试用具体例子说明为什么在运输连接建立时要使用三次握手。说明如不这样做可能会出现什么情况。

答：3次握手完成两个重要的功能，既要双方做好发送数据的准备工作（双方都知道彼此已准备好），也要允许双方就初始序列号进行协商，这个序列号在握手过程中被发送和确认。

假定B给A发送一个连接请求分组，A收到了这个分组，并发送了确认应答分组。按照两次握手的协定，A认为连接已经成功地建立了，可以开始发送数据分组。可是，B在A的应答分组在传输中被丢失的情况下，将不知道A是否已准备好，不知道A建议什么样的序列号，B甚至怀疑A是否收到自己的连接请求分组，在这种情况下，B认为连接还未建立成功，将忽略A发来的任何数据分组，只等待连接确认应答分组。而A发出的分组超时后，重复发送同样的分组。这样就形成了死锁。7-23一个UDP用户数据报的数据字段为8192字节。要使用以太网来传送。试问应当划分为几个数据报片？说明每一个数据报片的数据字段长度和片偏移字段的值。

答：6个。数据字段的长度：前5个是1480字节，最后一个是800字节。片偏移字段的值分别是：0，185，370，555，740和925。

7-24在TCP的拥塞控制中，什么是慢开始、拥塞避免、快重传和快恢复算法？这里每一种算法各起什么作用？“乘法减少”和“加法增大”各用在什么情况下？

答：慢开始：在主机刚刚开始发送报文段时可先将拥塞窗口 cwnd 设置为一个最大报文段 MSS 的数值。在每收到一个对新的报文段的确认后，将拥塞窗口增加至多一个 MSS 的数值。用这样的方法逐步增大发送端的拥塞窗口 cwnd，可以使分组注入到网络的速率更加合理。

拥塞避免：当拥塞窗口值大于慢开始门限时，停止使用慢开始算法而改用拥塞避免算法。拥塞避免算法使发送端的拥塞窗口每经过一个往返时延RTT就增加一个MSS的大小。

快重传算法规定，发送端只要一连收到三个重复的 ACK 即可断定有分组丢失了，就应立即重传丢失的报文段而不必继续等待为该报文段设置的重传计时器的超时。

快恢复算法：(1) 当发送端收到连续三个重复的 ACK 时，就重新设置慢开始门限 ssthresh。

(2) 与慢开始不同之处是拥塞窗口 cwnd 不是设置为 1，而是设置为 ssthresh + 3 *MSS。

(3) 若收到的重复的 ACK 为 n 个（n > 3），则将 cwnd 设置为 ssthresh + n * MSS。

(4) 若发送窗口值还容许发送报文段，就按拥塞避免算法继续发送报文段。

(5) 若收到了确认新的报文段的 ACK，就将 cwnd 缩小到 ssthresh。

“乘法减小“是指不论在慢开始阶段还是拥塞避免阶段，只要出现一次超时（即出现一次网络拥塞），就把慢开始门限值ssthresh 设置为当前的拥塞窗口值乘以 0.5。当网络频繁出现拥塞时，ssthresh 值就下降得很快，以大大减少注入到网络中的分组数。

加法增大”是指执行拥塞避免算法后，当收到对所有报文段的确认就将拥塞窗口 cwnd增加一个 MSS 大小，使拥塞窗口缓慢增大，以防止网络过早出现拥塞。

7-28网络允许的最大报文段长度为128字节，序号用8bit表示，报文段在网络中的生存时间为30秒。试求每一条TCP 连接所能达到的最高数据率。

答：具有相同编号的TCP报文段不应该同时在网络中传输，必须保证，当序列号循环回来重复使用的时候，具有相同序列号的TCP报文段已经从网络中消失。现在存活时间是30秒，那么在30秒的时间内发送发送的TCP报文段的数目不能多于255个。

255×128×8÷30=8704 b/s

所以每条TCP连接所能达到的最高速率是8.704 kb/s

7-30一个TCP连接下面使用256kbit/s的链路，其端到端时延为128ms。经测试，发现吞吐量只有120kbit/s。试问发送窗口是多少？

答：来回路程的时延=128×2=256ms。

设发送窗口为X字节，假定一次最大发送量等于窗口值，那么，每发送一次都得停下来等待得到本窗口的确认，以得到新的发送许可，这样

8X 256×10-3 =120×103， X=7228字节

256×103

7-32一UDP用户数据报的首部十六进制表示是：06 12 00 45 00 1C E2 17。试求源端口号、目的端口号、用户数据报的总长度、数据部分长度。这个用户数据报是从客户发送给服务器还是从服务器发送给客户？使用UDP的这个服务器程序是什么？

答：源端口这1554，目的端口为69，UDP数据报总长度28字节，数据部分长度为20字节。

此UDP用户数据报是从客户发给服务器，服务器程序是TFTP。

部分题目还有另外的答案，仅供参考：

第六章应用层

6-01 因特网的域名结构是怎么样的？它与目前的电话网的号码结构有何异同之处？

答：（1）域名的结构由标号序列组成，各标号之间用点隔开：

… . 三级域名 . 二级域名 . 顶级域名各标号分别代表不同级别的域名。

（2）电话号码分为国家号结构分为（中国 +86）、区号、本机号。

6-02 域名系统的主要功能是什么？域名系统中的本地域名服务器、根域名服务器、顶级域名服务器以及权限域名权服务器有何区别？

答: 域名系统的主要功能：将域名解析为主机能识别的IP地址。

因特网上的域名服务器系统也是按照域名的层次来安排的。每一个域名服务器都只对域名体系中的一部分进行管辖。共有三种不同类型的域名服务器。即本地域名服务器、根域名服务器、授权域名服务器。当一个本地域名服务器不能立即回答某个主机的查询时，该本地域名服务器就以DNS客户的身份向某一个根域名服务器查询。若根域名服务器有被查询主机的信息，就发送DNS回答报文给本地域名服务器，然后本地域名服务器再回答发起查询的主机。但当根域名服务器没有被查询的主机的信息时，它一定知道某个保存有被查询的主机名字映射的授权域名服务器的IP地址。通常根域名服务器用来管辖顶级域。根域名服务器并不直接对顶级域下面所属的所有的域名进行转换，但它一定能够找到下面的所有二级域名的域名服务器。每一个主机都必须在授权域名服务器处注册登记。通常，一个主机的授权域名服务器就是它的主机ISP的一个域名服务器。授权域名服务器总是能够将其管辖的主机名转换为该主机的IP地址。

因特网允许各个单位根据本单位的具体情况将本域名划分为若干个域名服务器管辖区。一般就在各管辖区中设置相应的授权域名服务器。

6-03 举例说明域名转换的过程。域名服务器中的高速缓存的作用是什么？

答：（1）把不方便记忆的IP地址转换为方便记忆的域名地址。

（2）作用：可大大减轻根域名服务器的负荷，使因特网上的 DNS 查询请求和回答报文的数量大为减少。

6-04 设想有一天整个因特网的DNS系统都瘫痪了（这种情况不大会出现），试问还可以给朋友发送电子邮件吗？

答：不能；

6-05 文件传送协议FTP的主要工作过程是怎样的？为什么FTP是带外传送控制信息？主进程和从属进程各起什么作用？答：（1）FTP使用客户服务器方式。一个FTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。

FTP 的服务器进程由两大部分组成：一个主进程，负责接受新的请求；另外有若干个从属进程，负责处理单个请求。

主进程的工作步骤：

1、打开熟知端口（端口号为 21），使客户进程能够连接上。

2、等待客户进程发出连接请求。

3、启动从属进程来处理客户进程发来的请求。从属进程对客户进程的请求处理完毕后即终止，但从属进程在运行期间根据需要还可能创建其他一些子进程。

4、回到等待状态，继续接受其他客户进程发来的请求。主进程与从属进程的处理是并发地进行。

FTP使用两个TCP连接。

控制连接在整个会话期间一直保持打开，FTP 客户发出的传送请求通过控制连接发送给服务器端的控制进程，但控制连接不用来传送文件。

实际用于传输文件的是“数据连接”。服务器端的控制进程在接收到 FTP 客户发送来的文件传输请求后就创建“数据传送进程”和“数据连接”，用来连接客户端和服务器端的数据传送进程。

数据传送进程实际完成文件的传送，在传送完毕后关闭“数据传送连接”并结束运行。

6-06 简单文件传送协议TFTP与FTP的主要区别是什么？各用在什么场合？

答：（1）文件传送协议 FTP 只提供文件传送的一些基本的服务，它使用 TCP 可靠的运输服务。

FTP 的主要功能是减少或消除在不同操作系统下处理文件的不兼容性。

FTP 使用客户服务器方式。一个 FTP 服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。FTP 的服务器进程由两大部分组成：一个主进程，负责接受新的请求；另外有若干个从属进程，负责处理单个请求。

TFTP 是一个很小且易于实现的文件传送协议。

TFTP 使用客户服务器方式和使用 UDP 数据报，因此 TFTP 需要有自己的差错改正措施。

TFTP 只支持文件传输而不支持交互。

TFTP 没有一个庞大的命令集，没有列目录的功能，也不能对用户进行身份鉴别。

6-07 远程登录TELNET的主要特点是什么？什么叫做虚拟终端NVT？

答：（1）用户用 TELNET 就可在其所在地通过 TCP 连接注册（即登录）到远地的另一个主机上（使用主机名或 IP 地址）。TELNET 能将用户的击键传到远地主机，同时也能将远地主机的输出通过 TCP 连接返回到用户屏幕。这种服务是透明的，因为用户感觉到好像键盘和显示器是直接连在远地主机上。

（2）TELNET定义了数据和命令应该怎样通过因特网，这些定义就是所谓的网络虚拟终端NVT。

6-08 解释以下名词。各英文缩写词的原文是什么？

www,URL.HTTP,HTML,CGI,浏览器，超文本，超媒体，超链，页面，活动文档，搜索引擎。

答：www:万维网WWW（World Wide Web）并非某种特殊的计算机网络。万维网是一个大规模的、联机式的信息储藏所，英文简称为Web.万维网用链接的方法能非常方便地从因特网上的一个站点访问另一个站点（也就是所谓的“链接到另一个站点”），从而主动地按需获取丰富的信息。

URL:为了使用户清楚地知道能够很方便地找到所需的信息，万维网使用统一资源定位符URL（Uniform Resource Locator）来标志万维网上的各种文档，并使每一个文档在整个因特网的范围内具有唯一的标识符URL.

HTTP:为了实现万维网上各种链接，就要使万维网客户程序与万维网服务器程序之间的交互遵守严格的协议，这就是超文本传送协议HTTP.HTTP是一个应用层协议，它使用TCP连接进行可靠的传送。

CGI:通用网关接口CGI是一种标准，它定义了动态文档应该如何创建，输入数据应如何提供给应用程序，以及输出结果意如何使用。CGI程序的正式名字是CGI脚本。按照计算机科学的一般概念。

浏览器：一个浏览器包括一组客户程序、一组解释程序，以及一个控制程序。

超文本：超文本的基本特征就是可以超链接文档；你可以指向其他位置，该位置可以在当前的文档中、局域网中的其他文档，也可以在因特网上的任何位置的文档中。这些文档组成了一个杂乱的信息网。目标文档通常与其来源有某些关联，并且丰富了来源；来源中的链接元素则将这种关系传递给浏览者。

超媒体：超级媒体的简称,是超文本（hypertext）和多媒体在信息浏览环境下的结合。

超链：超链接可以用于各种效果。超链接可以用在目录和主题列表中。浏览者可以在浏览器屏幕上单击鼠标或在键盘上按下按键，从而选择并自动跳转到文档中自己感兴趣的那个主题，或跳转到世界上某处完全不同的集合中的某个文档。超链接（hyper text），或者按照标准叫法称为锚（anchor），是使用标签标记的，可以用两种方式表示。锚的一种类型是在文档中创建一个热点，当用户激活或选中（通常是使用鼠标）这个热点时，会导致浏览器进行链接。

页面：页面，类似于单篇文章页面，但是和单篇文章不同的是：1.每个页面都可以自定义样式，而单篇文章则共用一个样式。2.页面默认情况一般不允许评论，而单篇文章默认情况允许评论。3.页面会出现在水平导航栏上，不会出现在分类和存档里，而单篇文章会出现在分类和存档里，不会出现在水平导航栏上。

活动文档：即正在处理的文档。在 Microsoft Word 中键入的文本或插入的图形将出现在活动文档中。活动文档的标题栏是突出显示的。一个基于Windows的、嵌入到浏览器中的非HTML应用程序，提供了从浏览器界面访问这些应用程序的功能的方法。

搜索引擎：搜索引擎指能够自动从互联网上搜集信息，经过整理以后，提供给用户进行查阅的系统。

6-09 假定一个超链从一个万维网文档链接到另一个万维网文档时，由于万维网文档上出现了差错而使得超链只想一个无效的计算机名字。这是浏览器将向用户报告什么？

答：404 Not Found。

6-10 假定要从已知的URL获得一个万维网文档。若该万维网服务器的Ip地址开始时并不知道。试问：除 HTTP外，还需要什么应用层协议和传输层协议？

答：应用层协议需要的是DNS。

运输层协议需要的是UDP（DNS）使用和TCP（HTTP使用）。

6-12 什么是动态文档？试举出万维网使用动态文档的一些例子。

答：Dynamic document 动态文档：与www文档有关的计算机程序，它能生成所需的文档。当浏览器需要动态文档时，服务器就运行该程序并发送输出到浏览器。动态文档程序对每个需求可生成不同的输出。

6-13 浏览器同时打开多少个TCP连接进行浏览的优缺点如何？请说明理由。

答：优点：简单明了方便。