计算机网络 谢希仁 25章课后答案文档格式.docx
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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？
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？
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。
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7D5EFE277D5D7D5D657D5E。
试问真正的数据是什么（用十六进制写出）？
7D5EFE277D5D7D5D657D5E
7E
FE277D
7D
657D
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？
011011111
1111100
011011111011111000
0001110111110111110110
00011101111111111110
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？
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：
低层协议简单
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？
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？
DIXEthernetV2标准的局域网
DIXEthernetV2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？
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？
由于TCP/IP体系经常使用的局域网是DIXEthernetV2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。
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？
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。
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10*10^-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？
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？
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。
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？
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）
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？
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+rA*Tau+96）
T4=785比特时间，B再次检测信道。
（T4+T2+Tau+Rb*Tau）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。
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？
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：
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？
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？
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？
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
地址
接口
A→E
A
1
转发，写入转发表
C→B
C
2
D→C
D
写入转发表，丢弃不转发
B→A
B
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？
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（VirtualCircuit）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ABCDE5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（multihomedhost）。
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
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