计算机网络 课后答案 第三章、第四章（部分）
第三章
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
3-06 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，不进行流量控制。
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?
答:作二进制除法，1101011011 0000模2除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。
3-15什么叫做传统以太网?以太网有哪两个主要标准?
答: DIX Ethernet V2标准的局域网DIX EthernetV2标准与IEEE的802.3 标准
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，单程传播时间为1/200000=5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
3-22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?
答: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10mb/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.
3-24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? (提示: 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)
答: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)。
3-32 ?
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
4-2.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字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。
4-6.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bi,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120--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23.255.2555主机号占8个bit,则允许用的最大主机数为2的8次方，为256,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254。
4-7.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?
IP 地址就是给每个连接在因特网上的主机(或路由器)分配一个在全世界范围是唯一的32位的标识符。从而把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络在实际网络的链路上传送数据帧时，最终还是必须使用硬件地址。MAC地址在一定程度上与硬件一致，基于物理、能够标识具体的链路通信对象、IP地址给予逻辑域的划分、不受硬件限制。
4-9.
(1)子网掩码为255.255.255.0代表什么意思?
有三种含义：
其一是一个A类网的子网掩码，对于A类网络的IP地址，前8位表示网络号，后24位表示主机号，使用子网掩码2.55.55.5表示前8位为网络号，中间16位用于子网段的划分，最后8位为主机号。
第二种情况为一个B类网，对于B类网络的IP地址，前16位表示网络号，后16位表示主机号，使用子网掩码25255.255.0表示前16位为网络号，中间8位用于子网段的划分，最后8位为主机号。
第三种情况为一个 C类网，这个子网掩码为C类网的默认子网掩码。
(2)一个网络的现在掩码为255.55.255.248，, 问该网络能够连接多少个主机?
255.255.255.248 即11111111.11111111.11111111.11111000，每一个子网上的主机为(2^3)=6台，掩码位数29，该网络能，够连接8个主机，扣除全1和全0后为6台。
(3)一个A类网络和一个B网络的子网号subnet-id分别为16个1和8个1,问这两个子网掩码有何不同?
A类网络: 11111111 11111111 11111111 00000000，给定子网号(16位"1”)则子网掩码为255.255.255.0
B类网络11111111 11111111 11111111 00000000，给定子网号(8 位“1”)则子网掩码为255.255.255.0但子网数目不同
(4)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?
(240) 10= (128+64+32+16) 10=（11110000）2
Host-id的位数为4+8=12,因此，最大主机数为:2^12-2= 4096-2=4094
11111111.11111111.11110000.00000000主机数 2^12-2
(5)一个 A类网络的子网掩码为255.255.0.255，它是否为一个有效的子网掩码？
有效！11111111 11111111 00000000 11111111
(6)某个IP地址的十六进制表示C2.2F.14.81,试将其转化为点分十进制的形式。这个地址是哪一类IP地址?
(12*16+2).(2*16+15>.(16+4.8*16+1) 194.47.20.129 C 类地址
(7)C类网络使用子网掩码有无实际意义?为什么?
有实际意义.C类子网IP地址的32位中,前24位用于确定网络号,后8位用于确定主机号如果划分子网,可以选择后8位中的高位,这样做可以进一一步 划分网络,并且不增加路由表的内容,但是代价是主机数相应减少。
4-20.设某路由器建立了如下路由表:
目的网络 子网掩码 下一跳
128.96.39.10 255.255.255.128 接口m0
128.96.39.128 255.255.255.128 接口m1
128.96.40.0 252.255.255.128 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
试分别计算下一跳.
(1)分组的目的站IP地址为: 128.96.39.10。 先与子网掩码25.255.255.128相与，得128.96.39.10, 可见该分组经接口m0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255.255.192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255.255.255.12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。
4-21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台机器，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掩码号，并算出每个地点主机号码的最小值和最大值。
解：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=256-2= 254>250,共有子网数=256-2=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 129.250.4.0 129.520.1--129.250.4.254
5: 00000101 129.250.5.0 129.250.1--129.250.5.254
6: 00000110 129.250.6.0 19.50.1--29.250.6.254
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: 0001110 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
4-22..一个数据报长度为4000字节(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字节。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MF标志应为何数值?
IP 数据报固定首部长度为20字节
总长度(字节) 数据长度(字节) MF 片偏移
原始数据报 4000 3980 0 0
数据报片1 1500 1480 1 0
数据报片2. 1500 1480 1 185
数据报片3 1040 1020 0 370
4-27.有两个CIDR地址块208.128/11和208.130.28/22.是否有哪那一个地址块包含了另一个地址?如果有，请指出，并说明理由。
208.128/11 的前缀为: 11010000 100
208.130.28/22的前缀为: 11010000 100000010 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。
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12733/24公司的网络布局如图4-56示。总部共有五个局城网，其中的LANILAN都连接到路由器RI上RI再通过LANS与路由器R5相连。RS和远地的三个部门的局域网LAN6--LAN8通过广域网相连。每一个局城网旁边标明的数字是局域网上的主机教。试给每一个局域网分配一个合适的网络的前缀。
LAN1:192.77.33.0/26;
LAN3:192.77.33.64/27;
LAN6:192.77.33.96/27;
LAN7:192.77.33.128/27;
LAN8:192.77.33.160/27;
LAN2:192.77.33.192/28;
LAN4:192.77.33.208/28;
LAN5:192.77.33.224/29;
WAN1:192.77.33.232/30;
WAN2:192.77.33.236/30;
WAN3:192.77.33.240/30;
4-33." 下面的前缀中的哪一个和地址152.7.77.159及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
前缀(4)和这两个地址都匹配.
4-41. 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")
N1 7 A
N2 2 C
N6 8 F
N8 4 E
N9 4 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”“距离"):
N2 4
N3 8
N6 4
N8 3
N9 5
试求出路由器B更新后的路由表(详细说明每一一个步骤)。
路由器B更新后的路由表如下（应该列出具体表）
N1 无新信息，不改变
N2 相同的下一跳，更新
N3 新的项目，添加进来
N6 不同的下一跳，距离更短，更新
N8 不同的下一跳，距离一样，不改变
N9 不同的下一跳，距离更大，不改变
42. 假定网络中的路由器A的路由表有如下的项目(格式同上题):
N1 4 B
N2 2 C
N3 1 F
N4 5 G
现将A收到从C发来的路由信息(格式同.上题):
N1 2
N2 1
N3 3
N4 7
试求出路由器A更新后的路由表(详细说明每一一个步骤)。
N1 3 C 不同下一跳，距离更短，更新
N2 2 C 相同下一跳，距离一样，不变
N3 1 F 不同下一跳，距离更长，不改变
N4 5 G 不同下一跳，距离更长，不改变
4-44. 什么是VPN? VPN有什么特点和优缺点? VPN有几种类别?
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