现代交换与网络作业参考答案.docx
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现代交换与网络作业参考答案
现代交换与网络作业参考答案
2017-6
1.对交换的理解
从工作原理、优缺点、在主要网络中的应用情况等方面对不同的交换方式进行比较。
（用自己的语言表达，若用文件形式，无图情况下请用txt格式，有图情况下请用doc格式）
截止日期：
17/03/1223:
59
参考答案：
前5种最重要。
2.第二次作业
1.从交换的发展历程中，你看到哪些科学技术发展的特征？
2.为什么出现ATM交换，它现在的应用情况如何？
你从ATM的历程中得到什么启示？
3.画出通信网的水平结构与垂直结构，并写出每一部分的主要技术、设备、该技术或设备的位置、作用、原理。
4.两个交换设备之间用PCM32路作为传输通路，试问要保证其通信，需要解决哪些问题？
如何解决？
截止日期：
17/03/2010:
00
参考答案：
1.每个人的角度不同，观点不同，有道理即可。
2.起因：
想建立综合数据和语音到同一个网络中，需要有一个统一的交换模式，于是提出ATM，在分组交换的基础上，借鉴电路交换的思想来改善分组的时延问题。
技术上很成功，商业上在与IP的市场竞争中失败了。
启示：
市场与实际工程的需求是综合的，需要综合技术性能指标、价格、应用方便性等多种因素，追求的是整体最优。
技术只是一个方面，往往追求的局部最优。
3.
水平结构：
CPN与AN段，主要技术有：
（1）传统铜线接入技术，模拟二线接入方式，数字化的ADSL技术。
都趋于淘汰。
（2）基于IP技术的以太网、城域网，以IP技术为核心，以光纤和五类线为媒介。
（3）基于wifi的无线接入技术。
（4）基于无线蜂窝的移动接入技术。
CN段，主要技术有：
（1）组网技术；
（2）光传输技术、卫星通信、微波技术；（3）骨干交换与路由技术；（4）IP技术、ATM、MPLS、软交换、IMS等；
……
接入与传送、业务网、支撑网的技术如图。
信息应用技术主要是计算机。
4.
（1）PCM保证了收发双发的bit同步了，但还需要才去措施保证时隙同步和帧同步，以确保收的信息与发的信息一致。
解决办法：
选32路时隙的TS0时隙中作为同步时隙，实现时隙同步，使接收端能正确识别每帧的开始；（另：
在复帧情况下，选F0的TS16时隙作为帧同步码，保持帧同步，使接收方能识别每个复帧的起始帧。
）
（2）需要收发双发协商每次通信使用的时隙号（电路号），通过信令方式来解决。
PCM中TS16的线路信令来解决。
3.第三次作业（第二章）
1.为什么PCM数字中继中需要做时隙同步和帧同步？
2.对移动用户，可通过什么机制来使交换系统随时都能找到移动用户处于什么位置？
3.本地网是否是指一个城市的电话网？
4.我国移动用户的手机号码与固定用户的电话号码的编码规则有何异同？
5.什么是信令？
实现信令要解决哪几个基本问题？
6.若没有交换机，只有两部电话相连，这两部电话之间的通信需要信令吗？
截止日期：
17/03/3123:
59
参考答案：
1.同第二作业的第4题。
2.注册机制，让终端每隔一段时间主动向网络发送注册信息，报告自己的位置。
3.不是。
本地网是指同一个长途区号下的网络。
4.手机用户号是固网用户号的一个特殊号，以1开头的一个特殊号。
手机号首位为1，2-3位区分运营商，4-7位为归属位置号，8-11为用户编号。
固网编号按照E1.64规则来定。
5.信令是指完成和实现建立接续过程中所必需的指令和操作程序控制的各种信号。
信令的四个基本问题：
表示方式、应答方式、传递方式、实现要素。
★
6.也需要信令，至少需要振铃信令，通知被叫有来话。
4.第四次作业（3.1节）
1.计算机网络中总时延由哪些部分构成？
各自在什么情况下产生？
哪些时延有可能为零？
为什么？
2.TCP/IP有哪几层？
各自完成什么功能？
各层的处理对象是什么？
截止日期：
17/03/3123:
59
参考答案：
1.总时延=传输时延+传播时延+处理时延+排队时延
传输时延（发送时延）：
发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。
传播时延：
电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。
处理时延：
交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。
排队时延：
结点缓存队列中分组排队所经历的时延。
只有排队时延可能为零。
其他三种时延，不管多小，总有时延；而排队时延，当缓存为空，不用排队时，则没有排队时延。
2.①（五层结构）TCP/IP分为：
物理层、数据链路层、数据链路层、运输层、应用层。
物理层：
对象为bit；目的：
保证bit在物理媒介上可靠有效传输
数据链路层：
对象为帧；目的：
保证相邻节点之间的可靠有效传输
网络层：
对象为包/分组；目的：
为包选路，主机到主机的通信问题。
运输层：
对象为报文段；目的：
提供端到端的逻辑通信，为应用层提供通信服务。
应用层：
对象为报文；目的：
完成各种应用进程之间的通信、协同工作。
为用户提供所需要的各种服务。
②（四层结构）TCP/IP分为：
应用层、传输层、网际互联层和网络接入层（主机-网络层）
网络接入层：
对象为bit和帧，负责监视数据在主机和网络之间的交换。
数据链路层：
对象为帧；目的：
保证相邻节点之间的可靠有效传输
网络层：
对象为包/分组；目的：
为包选路，主机到主机的通信问题。
运输层：
对象为报文段；目的：
提供端到端的逻辑通信，为应用层提供通信服务。
应用层：
对象为报文；目的：
完成各种应用进程之间的通信、协同工作。
为用户提供所需要的各种服务。
5.第五次作业（数据链路层）
《现代交换原理》P195.第1题、《计算机网络》第三章（第5版）P105：
3-01、04、12、13、15、18、19、27、28、32、33
截止日期：
17/04/2123:
59
参考答案：
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：
数据链路层中的链路控制包括以下功能：
链路管理；帧同步；流量控制；差错控制；将数据和控制信息分开；透明传输；寻址。
数据链路层做成可靠的链路层的优点和缺点：
所谓“可靠传输”就是：
数据链路层的发送端发送什么，在接收端就收到什么。
这就是收到的帧并没有出现比特差错，但却出现了帧丢失、帧重复或帧失序。
以上三种情况都属于“出现传输差错”，但都不是这些帧里有“比特差错”。
“无比特差错”
与“无传输差错”并不是同样的概念。
在数据链路层使用CRC检验，能够实现无比特差错的传输，但这不是可靠的传输。
3-13局域网的主要特点是什么？
为什么局域网采用的广播通信通信方式而广域网不采用呢？
答：
（1）局域网的主要特点。
从功能的角度来看：
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。
1.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联网，如一座楼或几种的建筑群内。
一般来说，局域网的覆盖范围约为10m——10km内或更大一些；
2.传输速率高。
局域网的传输速率一般为1——100Mb/s，能支持计算机之间的告诉通信，所以时延较低。
3.误码率低，因近距离传输，所以误码率很低，一般在10-8～10-11之间。
4.多采用分布式控制和广播式通信。
在局域网中各站是平等关系而不是主从关系，可以进行广播或组播。
从网络的体系结构和传输控制规程来看：
1.底层协议简单。
在局域网中，由于距离短、时延小、成本低、传输速率高、可靠性高，因此信道利用率已不是人们考虑的主要因素，所以底层协议较简单。
2.不单独设立网络层。
局域网的拓扑结构多采用总线型、环型和星型等共享信道，网内一般不需要中间转接，流量控制和路由选择功能大为简化，通常在局域网不单独设立网络层。
因此，局域网的体系结构仅相当于OSI/RM的最低两层。
3.采用多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，所以局域网面对的是多源、多目的链路管理的问题。
由此引发出多种媒体访问控制技术。
（2）局域网采用广播通信是因为局域网中的机器都连接到同一条物理线路，所有主机的数据传输都经过这条链路，采用的通信方式是将主机要发送的数据送到公用链路上，发送至所有的主机，接收端通过地址对比，接收法网自己的数据，并丢弃其他数据的方式。
广域网是由更大的的地理空间、更多的主机构成的，若要将广播用于广域网，可能会导致网络无法运行。
首先，主机间发送数据时，将会独自占用通信链路，降低了网络的使用率；另一方面，主机A向主机B发送数据时，是想网络中所有的主机发送数据，当主机数目非常多时，将严重消耗主机的处理能力。
同时也造成了数据的无效流动；再次，极易产生广播风暴，是网络无法运行。
3-15什么叫做传统以太网？
以太网有哪两个主要标准？
答：
以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准，组建于七十年代早期。
Ethernet（以太网）是一种传输速率为10Mbps的常用局域网（LAN）标准。
在以太网中，所有计算机被连接一条同轴电缆上，采用具有冲突检测的载波感应多处访问（CSMA/CD）方法，采用竞争机制和总线拓朴结构。
基本上，以太网由共享传输媒体，如双绞线电缆或同轴电缆和多端口集线器、网桥或交换机构成。
在星型或总线型配置结构中，集线器/交换机/网桥通过电缆使得计算机、打印机和工作站彼此之间相互连接。
有DIXEthernetV2标准和802.3标准。
3-18试说明10BASE-T中的“10”、“BASE”和“T”所代表的意思。
答：
10BASE-T：
“10”表示数据率为10Mb/s，“BASE”表示电缆上的信号是基带信号，“T”表示使用双绞线的最大长度是500m。
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：
CSMA/CD是一种动态的媒体随机接入共享信道方式，而传统的时分复用TDM是一种静态的划分信道，所以对信道的利用，CSMA/CD是用户共享信道，更灵活，可提高信道的利用率，不像TDM，为用户按时隙固定分配信道，即使当用户没有数据要传送时，信道在用户时隙也是浪费的；也因为CSMA/CD是用户共享信道，所以当同时有用户需要使用信道时会发生碰撞，就降低信道的利用率，而TDM中用户在分配的时隙中不会与别的用户发生冲突。
对局域网来说，连入信道的是相距较近的用户，因此通常信道带宽较宽，如果使用TDM方式，用户在自己的时隙内没有数据发送的情况会更多，不利于信道的充分利用。
对计算机通信来说，突发式的数据更不利于使用TDM方式。
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，而且其余的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上？
答：
以太网交换机用在这样的以太网，其20%通信量在本局域网内，而80%的通信量到因特网。
3-28有10个站连接到以太网上，试计算以下三种情况下每一个站所能得到带宽。
（1）10个站点连接到一个10Mbit/s以太网集线器；
（2）10站点连接到一个100Mbit/s以太网集线器；
（3）10个站点连接到一个10Mbit/s以太网交换机。
答：
（1）10个站共10Mbit/s
（2）10个站共享100Mbit/s；（3）每一个站独占10Mbit/s。
3-32现有五个站分别连接在三个局域网上，并且用两个透明网桥连接起来，如下图所示。
每一个网桥的两个端口号都标明在图上。
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，即H1发送给H5，H3发送给H2，H4发送给H3，H2发送给H1。
试将有关数据填写在下表中。
答：
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→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收数据，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：
如果站点仅仅接受数据那么在转发表中就没有这样的项目。
网桥能把数据帧正确的发送到目的地址。
如果不知道目的地地址的位置，源机器就发布一广播帧，询问它在哪里。
每个网桥都转发该查找帧（discoveryframe），这样该帧就可到达互联网中的每一个LAN。
当答复回来时，途经的网桥将它们自己的标识记录在答复帧中，于是，广播帧的发送者就可以得到确切的路由，并可从中选取最佳路由。
6.网络层1
思考：
4-03、04、07、08、12、19
完成：
4-10、15、20、26、28、30、33、35、37、39
截止日期：
17/04/2423:
59
参考答案：
4-10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
答：
（2）和（5）为A类，
（1）和（3）为B类，（4）和（6）为C类。
4-15.什么是最大传送单元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
4-20.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）：
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。
0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。
4-26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）2132=（10000100）2，133=（10000101）2134=（10000110）2，135=（10000111）2
所以共同的前缀有22位，即1101010000111000100001，聚合的CIDR地址块是：
212.56.132.0/22
4-28已知路由器R1的路由表如表4-12所示。
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
190.16.0.0
----
M1
默认
默认
110.71.4.5
M0
试画出各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。
对不能确定的情况应当指明。
答案：
图形见课后答案P380
4-30一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。
总部共有五个局域网，其中LAN1～LAN4都连接到路由器R1上，R1再通过LAN5与路由其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。
每个局域网旁边标明的数字是局域网上主机数。
试给每个局域网分配一个合适的网络前缀。
案：
分配网络前缀时应先分配地址数较多的前缀,本题的答案很多种,下面是其中的一种答案.
LAN1:
192.77.33.0/26
LAN3:
192.77.33.64/27;
LAN6:
192.77.33.192/27;
LAN7:
192.77.33.160/27;LAN8;192.77.33.128/27LAN2:
192.77.33.96/28;LAN4:
192.77.33.11228
LAN5:
192.77.33.224/27（考虑到以太网可能还要连接与个主机,故留有余地）WAN1:
192.77.33.232/30;WAN2:
192.77.33.236/30;192.77.33.240/30
4-33下面的前缀中的哪一个和地址152.7.77.159与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。
答案：
（1）152.7.77.159与11111111111110000000000000000000逐比特相“与”和
（1）不匹配，故
（1）不符合条件。
（1）152.7.77.159与11111111100000000000000000000000逐比特相“与”和
（2）不匹配，故
（2）不符合条件。
（1）152.7.77.159与11111111111100000000000000000000逐比特相“与”和（3）不匹配，故（3）不符合条件。
（1）152.7.77.159与11111111111000000000000000000000逐比特相“与”和（4）匹配，152.31.47.252和11111111111000000000000000000000逐比特相“与”和（4）匹配，故（4）不符合条件。
4-35.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？
答：
140.120.84.24→140.120.（01010100）.24
最小地址是140.120.（01010000）.0/20（80）
最大地址是140.120.（01011111）.255/20（95）
地址数是4096.相当于16个C类地址。
4-37某单位分配到一个地址块136.23.12.64/26。
现在需要进一步划分4个一样大的子网。
试问：
（1）每个子网的前缀有多长？
（2）每一个子网中有多少个地址？
（3）每一个子网的地址块是什么？
（4）每一个子网可分配给主机使用的最小地址和最大地址是什么？
4-39试简述RIP、OSPF和BGP路由选择协议的主要特点。
答案：
主要特点
RIP
OSPF
BGP
网关协议
内部
外部
外部
路由表内容
目的网，下一站，距离
目的网，下一站，距离
目的网，完美路由
最优通路依据
跳数
费用
多种策略
算法
距离矢量
链路状态
距离矢量
传送方式
运输层UDP
IP数据报
建立TCP连接
简单；
效率高；
效率低；
路由器频繁交换信息，
其他
跳数为16，不可达；
难维持一致性；
好消息传的快，坏消息传的慢
规模大，统一度量，可达性
7.网络层2
1.假设某企业有67个部门，部门主机数最多的有500台，该企业申请了一个分类的IPv4网络地址184.202.0.0，现在要用路由器1进行子网划分，要求每个部门所在的网络为一个独立的子网。
完成以下题目：
（1）请说明在采用固定长子网掩码情况下，在这个网络地址中最低应该拿出多少位进行子网号的标识，并说明相应的子网掩码（注意：
子网号不能为全0和全1）。
（2）写出
（1）中子网编号最小的子网中主机IP地址变化范围
（3）在您的划分中，该企业网总共可以容纳多少台主机？
（4）如果只划分两个子网，主机数分别是1000台和100台，请说明在采用可变长子网掩码VLSM的情况下，两个子网最合适的划分位数，并说明其相应的掩码。
完成：
4-38、41、44、45
截止日期：
17/05/0723:
59
参考答案：
1题：
（1）67个部门，2^6=64<67<2^7=127，所以需要7位来标识子网。
子网掩码为：
255.255.254.0
（2）最小的子网为：
184.202.2.0；
IP地址范围：
184.202.2.1--184.202.3.254184.202.2.0--184.202.3.255。
（3）（2^7-2）*（2^9-2）=126*510=64260
（4）1000台：
10位主机号，22位网络号，所以掩码为:
255.255.252.0；
100台：
7位主机号，25位网络号，所以掩码为:
255.255.255.128。
4-38
答案：
IGP：
内部网关协议，只关心本自治系统内如何传送数据报，与互联网中其他自治系统使用说明协议无关。
EGP：
外部网关协议，在不同的AS边界传递路由信息
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