计算机网络》课后练习.ppt

计算机网络 课后练习 第一章 1 20 网络体系结构为什么采用分层的结构 试举出与分层体系结构的思想相似的日常生活 答 分层 可以把庞大而复杂的问题转化为若干较小的局部问题 这些较小的局部问题易于研究和处理 日常生活中遇到的与分层体系结构的思想相似的情况如 A有一个急件要尽快交付到远地 比如美国 友人B 如果A自己买机票亲自送去 那这就是一个不分层的交付 如果请快递公司帮做这件事 就有层次了 两个层次 但这样的层次划分方法并不是唯一的 可以把快递公司这层再划分细点 快递公司雇佣业务员到A家中收集快件 汇总后交给运输部门 到目的地后快递公司同样雇佣业务员把快件送到B家中 这种层次的划分对顾客完全是透明的 发件人A把快件交给快递公司业务员后 就不用管快递公司内部的事情了 1 21 协议和服务有何区别 有何关系 答 协议是为进行网络中数据交换而建立的规则 标准或约定 协议的语法方面的规则定义了所交换的信息的格式 而协议的语义方面的规则定义了发送者或接收者所要完成的操作 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层提供服务 同时要实现本层的协议 还需要使用下层提供的服务 协议和服务在概念上是不一样的 首先 协议的实现保证了向上层提供服务 其次 协议是 水平的 服务是 垂直的 服务是由下层向上层通过层间接口提供的 1 12 因特网的两大部分 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 因特网的拓扑结构很复杂 但从其工作方式上看划分两大部分 1 边缘部分2 核心部分 1 边缘部分 由所有连接在因特网上的主机组成 这部分是用户直接使用的 用来进行通信 实现资源共享 2 核心部分 由大量网络和连接这些网络的路由器组成 这部分是为边缘部分提供服务的 提供连通性和交换 它们的工作方式是 网络边缘的端系统之间通信方式可划分两大类 客户服务器方式 C S方式 和对等方式 P2P方式 问题 什么是 无缝的 透明的 和 虚拟的 无缝的 概念用于网络时 表示几个网络互连时对用户来说就好像是一个网络 因为互连的各个网络都使用统一的网际协议IP 具有统一的IP地址 用户看不见各个不同网络相接的 缝 无缝的 和 透明的 意思很接近 透明的 表示实际存在的东西而我们却好像看不见一样 如 发送邮件时用鼠标单击 发送 邮件就发送出去了 实际上这个工作使用了好几个网络协议 这些复杂的过程我们都看不见 这些复杂的网络协议对用户来说都是 透明的 它们都存在在电脑里 用户却看不见 虚拟的 表示看起来好像存在但实际上并不存在 第三章数据链路层 3 04 数据链路层要解决的三个基本问题是什么 为什么一定要解决 答 封装成帧 透明传输和差错检测 数据链路层最基本的任务是在两个相邻结点的线路上无差错地传递以帧 Frame 为单位的数据 1 为什么要将数据分割成 帧 答 数据是以比特流进行传输的 这种比特流并不保证在数据传输过程中没有错误 数据链路层为了能实现数据有效的差错控制 就采用了一种 帧 的数据块进行传输 采用帧传输方式的好处是 提高传输效率和便于差错检测 在数据传送发现有错误时 只需将有差错的帧再次传送 而不需要将全部数据的比特流进行重传 便于差错检测体现在可以将FCS码放在帧尾 不分帧无法进行差错检测 2 数据链路层需要差错检测数据链路层差错检测是以帧为单位进行 这也正是将数据划分成帧的原因之一 如果数据链路层没有差错检测 让目的主机高层协议对数据差错检测会有个缺点 一些在传递中出现错误的数据还会在网络中继续前行 这样浪费了网络资源 比如源主机到目的主机的路径供20个结点 在传递数据时 第一个结点就检测出了差错 如果数据链路层有差错检测的功能 就把这个有差错的帧丢弃 之后就不再传递了 否则这个没用的帧还要继续通过后面的19个结点 这样造成网络资源的浪费 3 透明传输所说的 透明传输 是指可以让无论是哪种比特组合的数据 都可以在数据链路上进行有效传输 这就需要当所传数据中的比特组合恰巧与某一个控制信息完全一样时 能采取相应的技术措施 使接收方不会将这样的数据误认为是某种控制信息 只有这样 才能保证数据链路层的传输是透明的 问题 是什么原因使以太网有一个最小帧长和最大帧长 答 在以太网上发送一个数据帧 并非全网都能瞬时地检测出这个帧的发送 因为电磁波在以太网上传播速度是有限的 当某个站刚刚发送数据后就检测到发生冲突 就会丢弃这个受伤的帧 这种异常终止的帧都是短帧 但是如果一个站只有非常少的数据要发送 帧也会很短 让这种很短的帧在网上传送 就无法和碰撞而异常终止的短帧相区别 前者是有用的帧 后者是无用的帧 设置最小帧长就是为区别这两种情况 对于有用的短帧 以太网标准规定要在数据部分进行填充 使帧的长度达到以太网标准规定的最小帧长的长度 因碰撞而异常终止的短帧长度肯定都是小于最小帧长的长度 另外因为噪声也会形成很短的帧 长度也是小于最小帧长的长度 规定了最小帧长可以把由噪声产生的短帧丢弃 设置最大帧长是为了保证各个站点都能竞争接入到以太网 因为某个站发送特长数据帧 则其它站就必须等待很长时间才能发送数据 3 32 H1 H5 网桥B1收到此帧时转发表是空的 它会学习收到帧的源地址MAC1和这个帧到达的端口1 即 MAC1 1 此时收到帧的目的地址不在转发表中 网桥会将该帧从端口2转发出去 网桥B2收到此帧后 按同样步骤处理 最后H5收到此帧 H3 H2 网桥B1和B2都收到此帧 因为它们和C连接在同一局域网上 B1转发表没有H3 它会学习收到帧的源地址MAC3和这个帧到达的端口2 即 MAC3 2 此时收到帧的目的地址不在B1转发表中 网桥会将该帧从端口1转发出去 这样H2站收到次帧 网桥B2收到此帧时 B2转发表没有H3 它同样学习收到帧的源地址MAC3和这个帧到达的端口1 即 MAC3 1 接着从端口2转发 H4 H3 网桥B2收到此帧 转发表没有H4 它会学习收到帧的源地址MAC4和这个帧到达的端口2 即 MAC4 2 再查网桥2转发表 发现帧的目的地址MAC3在B2转发表有一项 即接口1 网桥会将该帧从端口1转发出去 这样H3收到次帧 同时网桥B1也收到此帧 将 MAC4 2 登记在表中 再查找目的地址MAC3 发现此帧转发端口和接收端口一致 不需要转发 丢弃 H2 H1 网桥B1收到此帧 转发表没有H2 它会学习收到帧的源地址MAC2和这个帧到达的端口1 即 MAC2 1 再查网桥1转发表 发现帧的目的地址MAC1在B1转发表有一项 即接口1 发现此帧转发端口和接收端口一致 不需要转发 丢弃 网桥2收不到次帧 第四章网络层 问题4 1 存在多种异构网络对不同网络之间的通信造成一些麻烦 但为什么世界上还存在多种异构网络 答 存在多种异构网络是因为仅用一种体系结构的网络根本无法满足所有用户的使用需求 问题4 2 在教材的109页文字 尽最大努力交付的数据报服务 的含义是什么 答 尽最大努力交付 含义是 不保证源主机发送出来的IP数据报一定无差错地交付到目的主机 不保证源主机发送出来的IP数据报都在某一规定的时间内交付到目的主机 不保证源主机发送出来的IP数据报一定按发送时的顺序交付到目的主机 不保证源主机发送出来的IP数据报不会重复交付到目的主机 不故意丢弃IP数据报 丢弃IP数据报的情况是 路由器测出首部检验和有错误 或路由器 主机缓存已无空闲空间 因此凡交付目的主机的IP数据报都是首部没有出现差错或没有检测出来有差错 例如 源主机一连发送了10000个IP数据报 结果9999个IP数据报都出现差错 都被丢弃了 只有一个不出错的IP数据报最后交付到目的主机 这也完全符合 尽最大努力交付 的原则 甚至所发送了10000个IP数据报都被丢弃了 也不能说这不是 尽最大努力交付 只要路由器不是故意地丢弃IP数据报就行了 现在的因特网上绝大多数的通信量都属于 尽最大努力交付 的 问题4 3 全1的IP地址是否是向整个因特网进行广播的一种地址 答 不是设想如果是向整个因特网进行广播的地址 那么一定会在因特网上产生极大的通信量 严重影响因特网的正常工作 甚至还会使因特网瘫痪 全1的IP地址表示仅在本网络上 就是发这个IP数据报的主机所连接的局域网 进行广播 叫做受限的广播 如果net id是具体的网络号 而host id是全1 就叫做定向广播 这是对某一个具体的网络上的所有主机进行广播的一种地址 问题4 4 有人认为使用CIDR时 给某单位分配了一个地址块 20 相当与16个C类地址块 如果不使用CIDR 而直接给该单位分配16个C类地址块 在效果上不是一样吗 答 在效果上是不一样的 如果不使用CIDR 而直接给该单位分配16个C类地址块 就相当于给单位分配16个C类网络 对单位外来说每个C类网络都在单位外面的路由表中占有一个表项 使路由表更大 对单位内的主机相互通信时 由于跨越了不同的网络 都必须使用路由器来转发IP数据报 造成开销大 使用CIDR时 给该单位分配了一个地址块 20 即满足了IP地址数量的需求 又解决了上述问题 问题4 4 教材中129页 130页图4 19的B类网络145 13 0 0在划分子网时 所给出的三个子网络号是怎样得出的 解答 本题假定子网络号subnet id占8位 子网掩码是255 255 255 0 IP地址中最后8位留作主机号 假定不使用全0和全1的子网络号 可有254个子网络号可供选择 教材中例子是随意选择了3 7和21作为子网络号 这三个子网的地址是 145 13 3 0 145 13 7 0 145 13 21 0 问题4 26 一个主机要向另一个主机发送IP数据报 是否使用ARP就可以得到该目的主机的硬件地址 然后直接使用这个硬件地址将IP数据报发送给目的主机 答 有时是这样 但有时不是这样 ARP只能对连接在同一网络上的主机或路由器进行地址解析 看下图情况 R1 R2 A B C D E F 当A和B连接在同一网络上 主机A使用ARP就可以得到B的硬件地址 然后用B的硬件地址将IP数据报封装成帧 发送B 但当目的主机是F时 情况就不同了 A无法得到F的硬件地址 A只能将IP数据报发送给本网络上的一个路由器 R1 因此A发送IP数据报给F时 在地址解析方面要经过以下三个步骤 1 A先通过ARP解析出路由器R1的硬件地址 将数据报发送到R1 2 R1再通过ARP解析出路由器R2的硬件地址 将数据报发送到R2 3 R2再通过ARP解析出F的硬件地址 将数据报交付到F 4 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数据报发送过程中总共使用了几次ARP 答 6次 发送IP数据报使用了一次ARP 每个路由器在转发IP数据报各使用了一次 4 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台主机 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络码 并算出每个地点主机号码的最小值和最大值 答 4000台主机平均分布在16个不同的地点 每个点有250台主机 主机号host id有8位就够了 16个不同的地点需要16个子网 考虑不使用全0和全1的子网络号 子网络号至少需要5位 可以有30个子网 但可用的子网络位可以从5位到8位 题目已经给定了子网掩码为255 255 255 0 即题目已经确定采用了8位的子网络号 可以选用子网络号从00000001到00001000这样16个号码 每个地点的主机号host id从00000001到11111010共250个号码 4 52 已知地址块中的一个地址是167 199 170 82 27 求这个地址块的地址数 首地址以及末地址各是多少 这个地址块的地址数32个地址 因为主机位是5位 25 32 4 41 假定路由器B中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 现在B收到C的路由表 求出路由器B更新后的路由表 B的路由表 C的路由表 修改后C的路由表 路由器B更新后的路由表 4 63 已知局域网10 10 1 32