计算机网络习题答案（第五版）

网桥1的转发表 发送的帧 站地址 H1?H5 H3?H2 H4?H3 H2?H1 MAC1 MAC3 MAC4 MAC2 端口 1 2 2 1 网桥2的转发表 站地址 MAC1 MAC3 MAC4 网桥1的处理 （转发？丢弃？端口 登记？） 1 1 2 转发，写入转发表 转发，写入转发表 写入转发表，丢弃不转发 写入转发表，丢弃不转发 网桥2的处理 （转发？丢弃？登记？） 转发，写入转发表 转发，写入转发表 转发，写入转发表 接收不到这个帧 16、无线局域网的MAC协议有哪些特点？为什么在无线局域网中不能使用CSMA/CD协议而不需使用CSMA/CA协议？结合隐蔽站问题和暴露站问题说明RTS帧和CTS帧的作用。

答：无线局域网中不能简单照搬CSMA/CD协议，主要有2个原因：

1）CSMA/CD协议要求一个站点在发送本站数据的同时还必须不间断地检测信道，以便发现是否有其它的站也在发送数据，这样才能实现“碰撞检测”功能。但在无线局域网中要实现这个功能，则花费过大。

2）更重要的是，即使我们能够实现碰撞检测的功能，并且当我们在发送数据时检测到信道是空闲的，在接收端仍然有可能发生碰撞。

称之为DFWMAC的无线局域网MAC协议提供了一个名为分布式协调功能（DCF）的分布式接入控制机制以及工作于其上的一个可选的集中式控制，该集中式控制算法称为点协调功能（PCF）。DCF采用争用算法为所有通信量提供接入；PCF提供无争用的服务，并利用了DCF特性来保证它的用户可靠接入。PCF采用类似轮询的方法将发送权轮流交给各站，从而避免了冲突的产生，对于分组语音这样对于时间敏感的业务，就应提供PCF 服务。由于无线信道信号强度随传播距离动态变化范围很大，不能根据信号强度来判断是否发生冲突，因此不适用有线局域网的的冲突检测协议 CSMA/CD。802.11采用了 CSMA/CA技术，CA 表示冲突避免。这种协议实际上是在发送数据帧前需对信道进行预约。

这种CSMA/CA 协议通过RTS（请求发送）帧和CTS（允许发送）帧来实现。源站在发送数据前，先向目的站发送一个称为 RTS 的短帧，目的站收到 RTS 后向源站响应一个CTS短帧，发送站收到CTS 后就可向目的站发送数据帧。

18、无线局域网的MAC协议中的SIFS,PIFS和DIFS的作用是什么？

答：SIFS是短帧间间隔，用来分割开属于一次对话的各帧。用于PCF中对轮询的响应帧、CSMA/CA协议中预约信道的RTS 帧和CTS 帧、目的站收到自己的数据帧后给发送站的确认帧等短帧的场合。

PIFS点协调功能帧间间隔，是为了在开始使用PCF方式时优先获得接入到媒体。用于PCF 方式中轮询。

DIFS分布协调功能帧间间隔，在DCF方式中用来发送数据帧和管理帧。用于DCF 方式中所有普通的通信量。

19、解释无线局域网中的名词：BSS,ESS,AP,BSA,Portal,DCF,PCF和NAV。 答：

BSS：基本服务集。ESS：扩展的服务集。AP：接入点。BSA：基本服务区。 Portal：关口。DCF：分布协调功能。PCF：点协调功能。NAV：网络分配向量。

20、Wi-Fi和WLAN是完全相同的意思吗？请简单说明一下。

答：Wi-Fi（Wireless Fidelity，无线保真）技术与蓝牙技术一样，同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。该技术使用的是2.4GHz附近的频段，该频段目前尚属没用许可的无线频段。其目前可使用的标准有两个，分别是IEEE802.11a和IEEE802.11b。该技术由于有着自身的优点，因此受到厂商的青睐。

WLAN是Wireless Local Area Network的缩写，指应用无线通信技术将计算机设备互联起来，构成可以互相通信和实现资源共享的网络体系。无线局域网本质的特点是不再使用通信电缆将 计算机与网络连接起来，而是通过无线的方式连接，从而使网络的构建和终端的移动更加灵活。

WLAN 通信系统作为有线 LAN 以外的另一种选择一般用在同一座建筑内。WLAN 使用 ISM (Industrial、Scientific、Medical) 无线电广播频段通信。WLAN 的 802.11a 标准使用 5 GHz 频段，支持的最大速度为 54 Mbps，而 802.11b 和 802.11g 标准使用 2.4 GHz 频段，分别支持最大 11 Mbps 和 54 Mbps 的速度。

第6章 广域网（P139）

1、试从多个方面比较虚电路和数据报这两种服务的优缺点。

答：虚电路服务和数据报服务的区别可由下表归纳： 对比的方面 连接的建立 目的站地址 路由选择 当路由器出故障 虚电路 必须有 仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号 在虚电路连接建立时进行，所有分组均按同一路由 所有通过了出故障的路由器的虚电路均不能工作 总是按发送顺序到达目的站 由通信子网负责 数据报 不要 每个分组都有目的站的全地址 每个分组独立选择路由 出故障的路由器可能会丢失分组，一些路由可能会发生变化 到达目的站时可能不按发送顺序 由主机负责 由主机负责 分组的顺序 端到端的差错处理 端到端的流量控制 由通信子网负责

从占用通信子网资源方面看：虚电路服务将占用结点交换机的存储空间，而数据报服务对每个其完整的目标地址独立选径，如果传送大量短的分组，数据头部分远大于数据部分，则会浪费带宽。

从时间开销方面看：虚电路服务有创建连接的时间开销，对传送小量的短分组，显得很浪费；而数据报服务决定分组的去向过程很复杂，对每个分组都有分析时间的开销。

从拥塞避免方面看：虚电路服务因连接起来的资源可以预留下来，一旦分组到达，所需的带宽和结点交换机的容量便已具有，因此有一些避免拥塞的优势。而数据报服务则很困难。

从健壮性方面看：通信线路的故障对虚电路服务是致命的因素，但对数据报服务则容易通过调整路由得到补偿。因此虚电路服务更脆弱。

（1）在传输方式上，虚电路服务在源、目的主机通信之前，应先建立一条虚电路，然后才能进行通信，通信结束应将虚电路拆除。数据报无需；

（2）从地址设置看，虚电路每个分组含有一个短的虚电路号，数据报有完整地址；

（3）从路由选择及影响来看，虚电路建好时，路由就已确定，所有分组都经过此路由，数据报的每个分组独立选择路由。路由器失败时，所有经过路由器的虚电路都将被终止，数据报服务则除了崩溃时全丢失分组外，无其他影响；

（4）关于分组顺序：虚电路服务能保证分组按发送顺序到达目的主机。数据报服务不能保证数据报按序列到达目的主机。

（5）可靠性与适应性：虚电路服务比数据报服务的可靠性高。数据报服务的适应性比虚电路服务强。

（6）在拥塞控制方面，若有足够的缓冲区分配给已经建立的每条虚电路，拥塞较容易控制，而数据报服务难以控制拥塞。

（7）关于平衡网络流量：数据报服务既平衡网络中的信息流量，又可使数据报得以更迅速地传输。而在虚电路服务中，一旦虚电路建立后，中继结点是不能根据流量情况来改变分组的传送路径的。

综上所述，虚电路服务适用于交互作用，不仅及时、传输较为可靠，而且网络开销小。数据报服务适用于传输单个分组构成的、不具交互作用的信息以及对传输要求不高的场合。 2、设有一分组交换网。若使用虚电路，则每一分组必须有3字节的分组首部，而每个网络结点必须为虚电路保留8字节的存储空间来识别虚电路。但若使用数据报，则每个分组需有15字节的分组首部，而结点就不需要保留转发表的存储空间。设每段链路每传1MB需0.01元。购买结点存储器的代价为每字节0.01元，而存储器的寿命为2年工作时间（每周工作40小时）。假定一条虚电路的每次平均时间为1000s，而在此时间内发送200分组，每个分组平均要经过4段链路。试问采用哪种方案（虚电路或数据报）更为经济？相差多少？ 答：

每个分组经过4段链路意味链路上包括5个分组交换机。

虚电路实现方案：需在1000秒内固定分配5×8=40bytes存储空间，

存储器使用的时间是2年，即2×52×40×3600=1.5×107sec 每字节每秒的费用=0.01/（1.5×107）=6.7×10-10元

总费用，即1000秒40字节的费用=1000×40×6.7×10-10=2.7×10-5元

数据报实现方案：比上述虚电路实现方案需多传(15-3)×4×200=9600bytes， 每字节每链路的费用=0.01/106=10-8元

总费用，即9600字节每链路的费用=9600×10-8=9.6×10-5元

9.6-2.7=6.9毫分

可见，本题中采用虚电路实现方案更为经济，在1000秒的时间内便宜6.9毫分。

3、假定分组交换网中所有结点的处理机和主机均正常工作，所有的软件也正常无误。试问一个分组是否可能被投送到错误的目的结点（不管这个概率有多小？）

如果一个网络中所有链路的数据链路层协议都能正确工作，试问从源结点到目的结点之间的端到端通信是否一定也是可靠的？

-k

答：有可能。大的突发噪声可能破坏分组。使用k位的效验和，差错仍然有2的概率被漏检。如果分组的目的地址字段或虚电路的标识号被改变，分组会被投递到错误的目的地，并可能被接收为正确的分组。换句话说，偶然的突发噪声可能把送往一个目的地的完全合法的分组改变成送往另一个目的地的也是完全合法的分组。

端到端的通信不一定可靠。端到端的通信不仅与数据链路层有关，还与网络层有关，尽管链路层协议能正确工作，但不能保证网络层协议正常工作，即通信子网是否可靠。 4、广域网中的主机为什么采用层次结构方式进行编址？ 答：层次结构方式进行编址就是把一个用二进制数表示的主机地址分为前后两部分。前一部分的二进制数表示该主机所连接的分组交换机的编号，而后一部分的二进制数表示所连接的

分组交换机的端口号，或主机的编号。采用两个层次的编址方案可使转发分组时只根据分组和第一部分的地址（交换机号），即在进行分组转发时，只根据收到的分组的主机地址中的交换机号。只有当分组到达与目的主机相连的结点交换机时，交换机才检查第二部分地址（主机号），并通过合适的低速端口将分组交给目的主机。采用这种方案可以减小转发表的长度（这样转发表可简化为两个内容：分组要发往的目的站的交换机号，以及下一跳交换机号。），从而减少了查找转发表的时间。

5、一个数据报分组交换网允许各结点在必要时将收到的分组丢弃。设结点丢弃一个分组的概率为p。现有一个主机经过两个网络结点与另一个主机以数据报方式通信，因此两个主机之间要经过3段链路。当传送数据报时，只要任何一个结点丢弃分组，则源点主机最终将重传此分组。试问：

（1）每一个分组在一次传输过程中平均经过几段链路？ （2）每一个分组平均要传送几次？

（3）目的主机每收到一个分组，连同该分组在传输时被丢弃的传输，平均需要经过几段链路？ 答：（1）从源主机发送的每个分组可能走1段链路（主机-结点）、2段链路（主机-结点-结点）或3段链路（主机-结点-结点-主机）。 走1段链路的概率是p，

走2段链路的概率是p（1-p）， 走3段链路的概率是（1-p）2

则，一个分组平均通路长度的期望值是这3个概率的加权和，即等于

L=1×p＋2×p（1-p）＋3×（1-p）2= p2-3 p+3

注意，当p=0时，平均经过3段链路，当p=1时，平均经过1段链路，当0

（2）一次传送成功的概率=（1-p）2，令α=（1-p）2， 两次传送成功的概率=（1-α）α， 三次传送成功的概率=（1-α）2α， ……

因此每个分组平均传送次数T=α＋2α（1-α）＋3α（1-α）2＋…… =［α/（1-α）］［（1-α）＋2（1-α）2＋3（1-α）3＋……］ 因为 ∞

∑ kqk = q/（1-q）2

k=1 所以 T=［α/（1-α）］×（1-α）/［1-（1-α）］2 =1/α=1/（1-p）2 （3）每个接收到的分组平均经过的链路数H

H=L×T=（p2-3 p+3）/（1-p）2

6、一个分组交换网其内部采用虚电路服务，沿虚电路共有n个结点交换机，在交换机中每一个方向设有一个缓存，可存放一个分组。在交换机之间采用停止等待协议，并采用以下措施进行拥塞控制。结点交换机在收到分组后要发回确认，但条件是：①接收端已成功收到了该分组；②有空闲的缓存。设发送一个分组需T秒（数据或确认），传输的差错可忽略不计，主机和结点交换机之间的数据传输时延也可忽略不计。试问：交付给目的主机的速率最快为多少？ 答：对时间以T秒为单位分槽。在时槽1，源结点交换机发送第1个分组。在时槽2的开始，第2个结点交换机收到了分组，但不能应答。在时槽3的开始，第3个结点交换机收到了分组，但也不能应答。这样，此后所有的路由器都不会应答。仅当目的主机从目的地结点交换