《计算机网络(第五版)1-10章课后答案.doc

1、计算机网络（第五版）课后习题参考答案（部分）（赵永红、张丽杰、安兴亚、王慧编写）第一章 概 述1-02 简述分组交换的要点。答：采用存储转发技术,在发送报文之前,先把较长的报文划分成为一个个等长的数据段,然后再加上一些控制信息构成一个分组。分组根据首部的控制信息在因特网中独立地选择传输路径. 在路径上的每个结点，分组被接收，短时间存储，然后传递给下一结点。分组交换网的主要优点： 高效。 灵活。 迅速。 可靠。缺点：分组在节点转发时因排队而造成一定的延时;分组必须携带一些控制信息而产生额外开销。1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换、分组交换的主要优缺点。答：（1）电路交换：在通信之前要在

2、通信双方之间建立一条被双方独占的物理通路。优点：传输数据的时延非常小。实时性强。不存在失序问题。控制较简单。缺点：电路交换的平均连接建立时间长。信道利用低。（2）分组交换：分组交换采用存储转发传输方式，但将一个长报文先分割为若干个较短的分组，然后把这些分组（携带源、目的地址和编号信息）逐个地发送出去. 优点：加速了数据在网络中的传输。简化了存储管理。减少了出错机率和重发数据量。缺点：仍存在存储转发时延。增加了处理的时间，使控制复杂，时延增加。若要连续传送大量的数据，且其传送时间远大于呼叫建立时间，则采用数据通信前预先分配传输带宽的电路交换较为合适。（3）报文交换：报文交换是以报文为数据交换的单

3、位，报文携带有目标地址、源地址等信息，在交换结点采用存储转发的传输方式.优点：报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路，不存在连接建立时延，用户可随时发送报文；传输的可靠性高；便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信；通信双方不是固定占有一条通信线路，而是在不同的时间一段一段地部分占有这条物理通路，因而大大提高了通信线路的利用率。缺点：由于数据进入交换结点后要经历存储、转发这一过程，从而引起转发时延（包括接收报文、检验正确性、排队、发送时间等）。报文交换和分组交换不需要预先分配传输带宽，在传送实发数据时可提高整个网络的信道利用率。分组交换比报文交换的时延小，但其结点交换机必须具有

4、更强的处理能力。1-06 简述因特网标准制定的几个阶段。答：制定因特网的正式标准要经过一些的四个阶段：（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）在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）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：计算机网络类别有：不同作用范围的网络，不同使用者的网络，用来把用户接入到因特网的网络。不同作用范围的网络分为广域网、城域网、局域网和个人城域网，这是由于网络的覆盖范围与规模

5、的不同而进行的细分。不同使用者的网络分为公用网和专用网，公用网和专用网都可以传送多种业务，只是网络的使用范围或网络的使用者有所不同。用来把用户接入到因特网的网络是指用户必须通过ISP才能介入到因特网。是一种特殊的网络。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：主干网是通过桥接器与路由器把不同的子网或LAN连接起来形成单个总线或环型拓扑结构，这种网通常采用光纤做主干线。主干网是构建企业网的一个重要的体系结构元素。它为不同局域网或子网间的信息交换提供了路径。主干网可将同一座建筑物、校园环境中的不同建筑物或不同网络连接在一起。通常情况下,主干网的容量要大于与之相连的网络的容量。

6、而本地接入网是一种特殊的网络，是指用户在家中通过各种接入技术接入到因特网上，事实上接入网只是起到让用户能够与因特网连接的桥梁作用。1-10试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共x（bit）。从源点到终点共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b（b/s）。且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？（提示：画一下草图观察k段链路共有几个结点。）答：分组交换的时延 p/b(x/p+k-1)+kd 电路交换的时延s+kd+x/b如要分组交换的时延比电路交换的要小则p/b(x/p+k-1)+kds+kd+x/b也就是p/b（k-1）

7、s1-11在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和（p+h）（bit），其中p为分组的数据部分的长度，而h为每个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关。通信的两端共经过k段链路。链路的数据率为b（b/s），但传播时延河结点的排队时间均可忽略不计。若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取为多大？（提示：参考图1-12的分组交换部分，观察总队时延由哪几个部分组成。）答：分组个数x/p，传输的总比特数：(p+h)x/p发送时延：(p+h)x/pb最后一个分组经过k-1个分组交换机的转发，中间发送时延：(k-1)(p+h)/b总发送时延D=源发送时延+中间发送时延 D=(p+

8、h)x/pb+(k-1)(p+h)/b令其对p的导数等于0，求极值 p=hx/(k-1)1-12 因特网的两大组成部分（边缘部分和核心部分）的特点是什么？它们的工作方式各有什么特点？答：因特网的两大组成部分：边缘部分和核心部分。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（传送数据、音频或视频）和资源共享。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高服务的（提供连通性和交换）。网络边缘的端系统（因特网上的主机）中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类：客户服务器方式和对等方式。网络核心部分的工作是要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使

9、边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信。在网络核心部分起特殊作用的是路由器。路由器使用分组交换的工作方式，分组交换将单个分组传送到相邻结点，存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。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：客户服务器方式与对等通信方式的主要区别是：客户服务器方式所描述的是进程之间服务与被服务的关系，客户是服务请求方，服务器是服务提供方，而对等通信方式强调在两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方，只要两个主机都运行了对等连接软件，它们就可以进行平等的、对等连接通信。客户服务器方式与对等通信方式也有相同的地方，那就是对等连

10、接方式从本质上看仍然是使用客户服务器方式，只是对等连接中的每一个主机既是客户同时又是服务器。1-14 计算机网络有哪些常用的性能指标？答：计算机网络有以下7个的性能指标：（1）速率（2）带宽（3）吞吐量（4）时延（5）时延带宽积 （6）往返时间RTT（7）利用率1-16 计算机通信网有哪些非性能特征？非性能特征与性能指标有什么区别？答：计算机网络有以下几个非性能特征：（1）费用（2）质量（3）标准化（4）可靠性（5）可扩展性和可升级性 （6）易于管理和维护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2x108m/s。试计算以下两种情况的发送时延和传播时延： （1）数

11、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。从以上结果可以得到什么结论？答：发送时延=数据长度/发送速率传输时延=信道长度/信道上的传输速率发送时延=107/100*103=100(S) 传输时延=1000/2*108=5ms发送时延=103/109=1(us) 传输时延=1000/2*108=5ms结论：若总时延由两部分组成，并不能说发送速率快，总的时延就小。1-18 假设信号在媒体上的传播速率为2x108m/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）500

12、0km（广域网） 试计算当数据率为1Mb/s和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数.答：时延带宽积=传输时延*带宽 传输时延=信道长度/信道上的传输速率 时延带宽积表示链路上可容纳的比特数当数据率为1Mb/s时对10cm网卡，传输时延=0.1/(2*108)=5*10-10时延带宽积=5*10-10*106=5*10-4对100m网卡，传输时延=100/(2*108)=5*10-7时延带宽积=5*10-7*106=5*10-1对100km网卡，传输时延=100*103/(2*108)=5*10-4时延带宽积=5*10-4*106=5*102对5000km网卡，传输时延=5000*103/

13、(2*108)=2.5*10-2时延带宽积=2.5*10-2*106=2.5*104当数据率为10Gb/s时对10cm网卡，传输时延=0.1/(2*108)=5*10-10时延带宽积=5*10-10*1010=5对100m网卡，传输时延=100/(2*108)=5*10-7时延带宽积=5*10-7*1010=5*10-3对100km网卡，传输时延=100*103/(2*108)=5*10-4时延带宽积=5*10-4*1010=5*106对5000km网卡，传输时延=5000*103/(2*108)=2.5*10-2时延带宽积=2.5*10-2*1010=2.5*1081-19 长度为100字节

14、的应用层数据交给运输层传送，需加上20字节的TCP首部。再交给网络层传送，需加上20字节的IP首部。最后交给数据链路层的以太网传送，加上首部和尾部共18字节。试求数据的传输效率。数据的传输效率是指发送的应用层数据除以发送的总数据（即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销）。若应用层长度为1000字节,数据的传输效率是多少?答：数据长度为100字节时传输效率=100/（100+20+20+18）=63.3%数据长度为1000字节时，传输效率=1000/（1000+20+20+18）=94.5%1-21 协议和服务有何区别？有何关系？答：区别：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

15、议对上面的服务用户是透明的。协议是“水平的”，服务是“垂直的”。协议是控制对等实体之间通信的规则，而服务是由下层向上层通过层间接口提供的。联系：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。要实现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务。1-22 网络协议的三要素是什么？各有什么含义？答：网络协议主要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，完成何种动作以及作出何种相应。（3）同步：即事件实现顺序的详细说明。第二章 物理层2-01 物理层要解决哪些问题？物理层的主要特点是什么？答：物理层的作用是尽可能的屏蔽掉计算机

16、网络中硬件设备和传输媒体的差异，使数据链路层感觉不到这些差异，这样可使数据链路层仅关心怎样完成本层的协议。2-02 规程与协议有什么区别？答：物理层的规程就是指物理层的协议，只是在“协议”这个名词出现之前人们就先使用“规程”这一名词了。2-03 给出数据通信系统的模型并说明其主要组成构件的作用。答：源点：产生要传输的数据。发送器：对源点发送的信息进行编码。传输系统：传输数据，可以是传输线，也可以是复杂的网络系统。接收器：接收传输系统送来的信号，并把它转换成为能够被目的设备处理的信息。终点：从接收器获取传送来的数字比特流。2-04 试解释一下名词。（1）数据：运送消息的实体。（2）信号：数据的电

17、气的或电磁的表现。（3）模拟数据：代表消息的实体取值是连续的。（4）模拟信号：代表消息的参数取值是连续的。（5）基带信号：来自信源的信号。（6）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）。（7）数字数据：代表消息的实体的取值是离散的。（8）数字信号：代表消息的参数的取值是离散的。（9）码元：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。（10）单工通信：只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。（11）半双工通信：通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送(当然也就不能同时接收)。（1

18、2）全双工通信：通信的双方可以同时发送和接收信息。 （13）串行传输：逐个比特按时间顺序传输。（14）并行传输：每次传输多个比特的数据。2-05 物理层的接口有哪几个方面的特性？各包含哪些内容？答：物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口的一些特性，即： （1）机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等。（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种意义。（4）规程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。2-07 假定某信道最高的奈奎斯特码元速率为20000码元/秒。如果采用振幅调制，

19、把码元的振幅划分为16个不同的等级来传送，那么可以获得多高的数据率？解：把码元的振幅划分为16个不同的等级来传送每个码元携带4比特信息，因此，信息传输速率为 20000*4=80000(bit/s)2-08 假定要用3KHz带宽的电话信道传送64kb/s的数据，试问这个信道应具有多高的信噪比？（分别用比值和分贝来表示，这个结果说明什么问题？）解：根据香农定理 C=WLog2(1+S/N) 64*103=3*103* Log2(1+S/N) S/N= 2636148 换算成分贝：10log10S/N=64.2(dB) 说明是个信噪比很高的信道。2-09 用香农公式计算一下，假定信道带宽为3100

20、Hz，最大信息传输速率为35kb/s，那么若想使最大信息传输速率增加60%，问信噪比应增大到多少倍？如果在刚才计算的基础上将信噪比再增大到10倍，问最大信息速率能否在增加20%？解：C=WLog2(1+S/N)(1) 35*103=3100* Log2(1+S1/N1) S1/N1=252035*103* (1+60%)=3100* Log2(1+S2/N2) S2/N2=273275S2/N2/ (S1/N1) = 109 （倍）(2) 10*(S2/N2)=2732570C= WLog2(1+S/N)=66kb/s(1+x)* 35* (1+60%)=66X=0.18=18%所以最大信息速

21、率增加不足20%。2-10 常用的传输媒体有哪几种？各有什么特点？答：双绞线、同轴电缆、光缆、无线信道。（1） 双绞线：可用于模拟传输和数字传输；通信距离为几到十几公里。可加放大器或中继器；导线越粗，其通信距离就越远；衰减将随频率的升高而增大，在设计布线时，要考虑到受衰减的信号应当有足够大的振幅。（2） 同轴电缆：有很好的抗干扰性，广泛用于传输较高速率的数据；带宽取决于电缆的质量。（3） 光缆：信道容量非常大，25000-30000GHz；传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特别经济；抗雷电和电磁干扰性能好；无串音干扰，保密性好，也不易被窃听或截取数据；体积小，重量轻。（4） 无线信道：适于当

22、通信距离很远时，敷设电缆即昂贵又费时，或需要物体移动时进行通信；保密性差。2-13 为什么使用信道复用技术？常用的信道复用技术有哪些？答：（1）提到信道的利用率。（2）频分复用、时分复用、码分复用。2-16 共有四个站进行码分多址CDMA通信。四个站的码片序列为：A(-1-1-1+1+1-1+1+1) B(-1-1+1-1+1+1+1-1) C(-1+1-1+1+1+1-1-1) D(-1+1-1-1-1-1+1-1)现收到这样的码片序列：（-1+1-3+1-1-3+1+1）。问哪个站发送数据了？发送数据的站发送的1还是0？解：（1）A：S Tx=（1-1+3+1-1+3+1+1）/8=1 所

23、以A发1（2）B：S Tx=（1-1+3+1-1-3+1-1）/8=0 所以B发0。（3）C: S Tx=（1+1+3+1-1-3-1-1）/8=0 所以C没发数据。（4）D: S Tx=（1+1+3-1+1+3+1-1）/8=1 所以D发1。2-17 试比较xDSL、HFC以及FTTx接入技术的优缺点。（1）xDSL：将04 kHz 低端频谱留给传统电话使用，而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网使用；极限传输距离与数据率以及用户线的线径都有很大的关系（用户线越细，信号传输时的衰减就越大），而所能得到的最高数据传输速率与实际的用户线上的信噪比密切相关。（2）HFC：HFC 网除可传送 CA

24、TV 外，还提供电话、数据和其他宽带交互型业务；现有的 CATV 网是树形拓扑结构的同轴电缆网络，它采用模拟技术的频分复用对电视节目进行单向传输。而 HFC 网则需要对 CATV 网进行改造。（3）FTTx：是一种实现宽带居民接入网的方案；费用昂贵。2-18 为什么在ADSL技术中，在不到1MHZ的带宽中可以传送速率高达每秒几兆比特？答：采用的离散多音调 DMT (Discrete Multi-Tone)调制技术。DMT采用频分复用的方法，把 40 kHz 以上一直到 1.1 MHz 的高端频谱划分为许多的子信道，其中 25 个子信道用于上行信道，而 249 个子信道用于下行信道。每个子信道占

25、据 4 kHz 带宽（严格讲是 4.3125 kHz），并使用不同的载波（即不同的音调）进行数字调制。这种做法相当于在一对用户线上使用许多小的调制解调器并行地传送数据。所以在不到1MHZ的带宽中可以传送速率高达每秒几兆比特。第三章 数据链路层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：链路就是一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点；数据链路是指物理链路和控制数据在链路上传输数据的协议的总和，即实现在物理联路上传输数据的硬件和软件的集合，其上可以有交换结点。数据链路接通了表示发送方和接收方可以正常的交换数据，而

26、电路接通仅表示有可能传输数据。3-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能？ 答：（1）链路管理：进行数据链路的建立、维持和释放。（2） 帧定界：从收到的比特流中准确地区分出一帧的开始和结束，从而可以发现错传的帧，从而可以避免误码扩散。（3）流量控制：保证发方发送数据的速率必须使收方来得及接收。（4）差错控制：为了获得低误码率而采取的措施。（5）将数据和控制信息区分开。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：网络适配器的作用是：（1）进行串行/并行转换。（2）对数据进行缓存。（3）在计算机的操作系统安装设备驱动程序。（4）实现以太网协议。 网络适配器工作在物理层和数据链路

27、层。3-05 如果在数据链路层不进行帧定界，会发生什么问题？答：帧定界就是要使接收端能够知道一帧的开始和结束是在什么地方。如果在数据链路层不进行帧定界，将发生帧数据错误，造成数据混乱，通信失败。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？ 答：主要特点：（1） 点对点协议，既支持异步链路，也支持同步链路。（2） PPP是面向字节的。PPP不采用序号和确认机制是出于以下的考虑：第一， 若使用能够实现可靠传输的数据链路层协议（如HDLC），开销就要增大。在数据链路层出现差错的概率不大时，使用比较简单的PPP协议较为合理。第二， 在因特网环境下，PPP的信

28、息字段放入的数据是IP数据报。假定我们采用了能实现可靠传输但十分复杂的数据链路层协议，然而当数据帧在路由器中从数据链路层上升到网络层后，仍有可能因网络授拥塞而被丢弃。因此，数据链路层的可靠传输并不能保证网络层的传输也是可靠的。第三， PPP协议在帧格式中有帧检验序列FCS安段。对每一个收到的帧，PPP都要使用硬件进行CRC检验。若发现有差错，则丢弃该帧（一定不能把有差错的帧交付给上一层）。端到端的差错检测最后由高层协议负责。因此，PPP协议可保证无差错接受。PPP协议适用于用户使用拨号电话线接入因特网的情况。3-07 要发送的数据为1101011011。采用CRC的生成多项式是P(X)=X4+

29、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？答： （具体运算步骤参见教材P68的图3-8，考试答题时要求有此运算步骤）添加的检验序列为1110 （11010110110000除以10011）数据在传输过程中最后一个1变成了0，11010110101110除以10011，余数为011，不为0，接收端可以发现差错。数据在传输过程中最后两个1都变成了0，11010110001110除以10011，余数为101，不为0，接收端可以发现差错。3-

30、08 要发送的数据是101110。采用CRC的生成多项式是P(X)=X3+1。试求应添加在数据后面的余数。答： （具体运算步骤参见教材P68的图3-8，考试答题时要求有此运算步骤）添加的检验序列为011 （101110000除以1001）3-09 一个PPP帧的数据部分（用十六进制写出）是7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。试问真正的数据是什么（用十六进制写出）？答：每一个 0x7E字节转变成 (0x7D,0x5E)；信息字段中出现一个0x7D，则将其转变成(0x7D, 0x5D)真正的数据是：7E FE 27 7D 65 7E3-10 PPP协议使用同步传输技术

31、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：0110111111111100 （发送）0110111110111110000001110111110111110110（接收）000111011111111111103-12 PPP协议的工作状态有哪几种？当用户要使用PPP协议和ISP建立连接进行通讯需要建立哪几种连接？每一种连接解决什么问题？答：鉴于篇幅较多，请参照下图，解释详见教材P74763-14 常用的局域网的网络拓扑有那些

32、种类？现在最流行的是哪种结构？答：星形网；总线网；环形网；树形网。现在最流行的是星形网。3-15 什么叫做传统以太网？以太网有哪两个主要标准？答：传统以太网是指最早流行的10Mb/s速率的以太网。以太网有哪两个标准：DIX Ethernet V2 是世界上第一个局域网产品（以太网）的规约；IEEE 的 802.3 标准。DIX Ethernet V2 标准与 IEEE 的 802.3 标准只有很小的差别，因此可以将 802.3 局域网简称为“以太网”。严格说来，“以太网”应当是指符合 DIX Ethernet V2 标准的局域网 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？

33、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。另外，很多厂商生产的适配器上就仅装有 MAC 协议而没有 LLC 协议。3-18 试说明10BASE-T中的“10”、“BASE”、和“T”所代表的意思？答：“10” 代表10Mb/s的数据率；“BASE”表示连接线上的信号是基带信号；“T”代表双绞线。3-19 以太网使用的CSMA/CD协议是以争用的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

34、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

35、。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。答：对于1km电缆，单程端到端传播时延为：=1200000=510-6s=5s，端到端往返时延为： 2=10s为了能按照CSMA/CD工作，最小帧的发送时延不能小于10s，以1Gb/s速率工作，10s可发送的比特数等于：1010-61109=10000bit=1250字节。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10

36、0Mb/s的以太网呢？答：（1）对于10Mb/s以太网：r2=10051.2s=5.12ms（2）对于100Mb/s以太网：r2=1005.12s=512s 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个站共享10Mb/s。（3） 10个站共享100Mb/s。（3）每个站独占10Mb/s。3-30 以太网交换机有何特点？用它怎样组成虚拟局域网？答：以太网交换机实质上是一个多端口网桥。工作在

37、数据链路层。以太网交换机的每个端口都直接与一个单个主机或另一个集线器相连，并且一般工作在全双工方式。交换机能同时连通许多对的端口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体一样，进行无碰撞地传输数据。通信完成后就断开连接。对于第二个问题，需做较详细解释：什么是VLANVLAN（Virtual Local Area Network）又称虚拟局域网，是指在交换局域网的基础上，采用网络管理软件构建的可跨越不同网段、不同网络的端到端的逻辑网络。一个VLAN组成一个逻辑子网，即一个逻辑广播域，它可以覆盖多个网络设备，允许处于不同地理位置的网络用户加入到一个逻辑子网中。组建VLAN的条件 VLAN是建立在物

38、理网络基础上的一种逻辑子网，因此建立VLAN需要相应的支持VLAN技术的网络设备。当网络中的不同VLAN间进行相互通信时，需要路由的支持，这时就需要增加路由设备要实现路由功能，既可采用路由器，也可采用三层交换机来完成。划分VLAN的基本策略从技术角度讲，VLAN的划分可依据不同原则，一般有以下三种划分方法： 1、基于端口的VLAN划分这种划分是把一个或多个交换机上的几个端口划分一个逻辑组，这是最简单、最有效的划分方法。该方法只需网络管理员对网络设备的交换端口进行重新分配即可，不用考虑该端口所连接的设备。2、基于MAC地址的VLAN划分MAC地址其实就是指网卡的标识符，每一块网卡的MAC地址都是

39、惟一且固化在网卡上的。MAC地址由12位16进制数表示，前8位为厂商标识，后4位为网卡标识。网络管理员可按MAC地址把一些站点划分为一个逻辑子网。3、基于路由的VLAN划分 路由协议工作在网络层，相应的工作设备有路由器和路由交换机（即三层交换机）。该方式允许一个VLAN跨越多个交换机，或一个端口位于多个VLAN中。就目前来说，对于VLAN的划分主要采取上述第1、3种方式，第2种方式为辅助性的方案。使用VLAN具有以下优点： 1、控制广播风暴一个VLAN就是一个逻辑广播域，通过对VLAN的创建，隔离了广播，缩小了广播范围，可以控制广播风暴的产生。 2、提高网络整体安全性通过路由访问列表和MAC地

40、址分配等VLAN划分原则，可以控制用户访问权限和逻辑网段大小，将不同用户群划分在不同VLAN，从而提高交换式网络的整体性能和安全性。3、网络管理简单、直观对于交换式以太网，如果对某些用户重新进行网段分配，需要网络管理员对网络系统的物理结构重新进行调整，甚至需要追加网络设备，增大网络管理的工作量。而对于采用VLAN技术的网络来说，一个VLAN可以根据部门职能、对象组或者应用将不同地理位置的网络用户划分为一个逻辑网段。在不改动网络物理连接的情况下可以任意地将工作站在工作组或子网之间移动。利用虚拟网络技术，大大减轻了网络管理和维护工作的负担，降低了网络维护费用。在一个交换网络中，VLAN提供了网段和

41、机构的弹性组合机制。 三层交换技术传统的路由器在网络中有路由转发、防火墙、隔离广播等作用，而在一个划分了VLAN以后的网络中，逻辑上划分的不同网段之间通信仍然要通过路由器转发。由于在局域网上，不同VLAN之间的通信数据量是很大的，这样，如果路由器要对每一个数据包都路由一次，随着网络上数据量的不断增大，路由器将不堪重负，路由器将成为整个网络运行的瓶颈。在这种情况下，出现了第三层交换技术，它是将路由技术与交换技术合二为一的技术。三层交换机在对第一个数据流进行路由后，会产生一个MAC地址与IP地址的映射表，当同样的数据流再次通过时，将根据此表直接从二层通过而不是再次路由，从而消除了路由器进行路由选择

42、而造成网络的延迟，提高了数据包转发的效率，消除了路由器可能产生的网络瓶颈问题。可见，三层交换机集路由与交换于一身，在交换机内部实现了路由，提高了网络的整体性能。 在以三层交换机为核心的千兆网络中，为保证不同职能部门管理的方便性和安全性以及整个网络运行的稳定性，可采用VLAN技术进行虚拟网络划分。VLAN子网隔离了广播风暴，对一些重要部门实施了安全保护；且当某一部门物理位置发生变化时，只需对交换机进行设置，就可以实现网络的重组，非常方便、快捷，同时节约了成本。接口12B112B2ABCDE3-32 现有5个站分别连接在三个局域网上，并且用网桥B1和B2连接起来（下图）。每一个网桥都有两个接口（1

43、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。试将有关数据填入下表中。答：发送的帧网桥1的转发表网桥2的转发表B1的处理的(转发?丢弃?登记?) B2的处理的(转发?丢弃?登记?) 站地址端口站地址端口A EA1A1转发，写入转发表转发，写入转发表C BC2C1转发，写入转发表转发，写入转发表D CD2D2写入转发表，丢弃不转发转发，写入转发表B AB1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收数据，那么在转发表中是否就没有与这样的站

44、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，那么网桥可以采用广播发送的方式把数据帧正确转发到目的地址。第四章 网络层4-01网络层向上提供的服务有哪两种？试比较其优缺点。答：虚电路服务和数据报服务。（1） 虚电路服务采用面向连接的通信方式。优点：网络层如果再使用可靠传输的网络协议，就可使所发送的分组无差错按序到达终点。缺点：不灵活，协议较复杂，当结点出故障时，所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作。（2） 数据报服务采用无连接的通信

45、方式。优点：简单灵活，运行方式灵活，网络的造较低。缺点：不提供端到端的可靠传输服务。4-03作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别？答：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)。 4-04 试简单说明下列协议的作用。答：IP协议：将数据封装成IP分组，使分组携带地址信息，生存时间，分片的信息等，为IP分组进入网络后的处理和路由选择奠定基础。ARP协议是将同一个局域网上的主机或路由器的地址转换成它对应的

46、物理地址。RARP协议使只知道自己硬件地址的主机能够知道其IP地址，即完成硬件地址到IP地址的转换。ICMP协议提供主机或路由器产生的差错情况和异常情况的报告。4-05 IP地址分为几类？各如何表示？IP地址的主要特点是什么？IP地址的主要特点：(1) IP 地址是一种分等级的地址结构。(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。 (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。 4-07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？（1）IP地址是网络层使用的地址，它的长度是32位；硬件地址是数据链路层使用的地址，它的长度是48位。（2）由于在全世界存在各种各样的网络，他们使用不同的硬件地址，要使这些异构网络能够