计算机网络习题答案(冯博琴)高等教育出版社

《计算机网络》（冯博琴）课后习题答案

第八章 常用网络设备

2. 既然中继器可以进行对信号进行放大、整形，使信号能够传输到更远的距离，为什么不能使用任意多个中继器使网络的范围无限地扩展？

答：这是因为使用中继器扩展网络必须遵守MAC介质控制方法的定时特性，以太网的冲突检测机制限制了网络电缆总长度。

4. 广播域和冲突域有什么区别？网络中的广播信息太多时能使整个网络性能急剧恶化，这种现象称为________。

答：这种现象称为“广播风暴”。

6. 用网桥/交换机实现网络分段与用路由器实现网络分段，本质上的区别是什么？

答：本质区别在于用网桥/交换机实现网络分段不能隔离广播域，无法抑制广播分组的泛滥；而用路由器实现网络分段可以隔离广播域，所以能够抑制广播分组的泛滥。

8. 用透明网桥连接网络A和网络B。当网桥刚打开电源时，如果收到了网络A中某站点发往网络B中某站点的帧，网桥将用什么方法转发该帧？为什么？

答：因为网桥刚打开电源时，其内部的地址数据库是空的，所以它找不到与接收帧的目的MAC地址相同的表项。根据透明网桥的工作原理，它将使用泛洪法把该帧转发到除接收端口外的所有其他端口。 10. 交换机能在两个不同速率的端口之间使用直通方式来转发帧吗？为什么？

答：不能。在直通方式下，交换机只要收到一帧最前面的目的地址就立即开始执行转发操作，而不进行帧的缓冲，因此收发端口的速率应完全相同。

12. 试比较交换机的存储转发方式和直通转发方式的优缺点。 答：优缺点如下： 存储转发方式： 1) 2) 3) 4) 1) 2) 3) 4)

转发前要对帧进行错误校验，因此出错的帧不会被转发，使带宽不会被浪费。 具有帧缓冲能力，因此允许在不同速率的端口之间进行转发操作。

帧完整地接收后才开始执行转发操作，因此传输延迟较大，并且随转发帧的长短而有所不同。 交换机内的端口缓冲区的大小是有限的，当负载较重时，帧会被丢弃。即负载较重时，其性能会下降。 转发前不进行错误校验，因此出错的帧也被转发，造成了带宽的浪费。 无帧缓冲能力，不能在不同速率的端口之间进行转发操作。

收到一帧最前面的目的地址就立即开始执行转发操作，因此传输延迟小，并且所有帧的转发延迟时间都是一样的。

无丢帧现象。性能不会随负载的轻重而变化。 14. VLAN是如何抑制网络中的广播信息的？

答：根据VLAN的定义可知，每个VLAN就是一个广播域，所以一个VLAN中的广播流量不会被发送到其它的VLAN，只被限制在本VLAN范围内。 16. 交换机在VLAN中的作用是什么？

答：实现VLAN的划分，交换VLAN成员信息，在VLAN内进行数据帧的交换。 18. 用路由器组网与用网桥（交换机）组网有何区别？ 答：区别如下： 1)

网桥工作在OSI模型的数据链路层，使用MAC地址作为转发的依据。路由器工作在OSI模型的网络层，使用网络地址作为转发的依据。

直通转发方式：

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2) 3) 4) 5) 6)

路由器的传输带宽低于网桥。

路由器对特定网络技术的依赖性要低于网桥，因此适用范围较广。 网桥不能抑止广播流量，但路由器可以。

用网桥连接起来的多个网段对用户来说是透明的，用户感觉不到网络中存在多个网段。用路由器连接起来的多个网络对用户不透明，各网络仍保持各自的独立性并拥有自己的网络层地址。 路由器不是一个“即插即用”设备，它的安装配置过程比网桥复杂得多。 20. 在什么情况下需要默认路由？

答：在局域网的边界如果只有一个路由器，为了简化路由器的路由表，可以将连接到外部互连网的路径设为缺省路径（即默认路由），于是只要分组中的目的地址不在路由表中便用缺省路径转发。 22. 在什么情况下接入因特网需要使用调制解调器？

答：使用电话拨号线路接入因特网时需要使用调制解调器。

第五章 答案

1． 广义的网络互连可以在那几个层次上实现？分别需要用到哪些网络互连设备？ 答： 广义的网络互连可以在网络体系结构的不同层次上实现，例如： 1) 2) 3) 4)

物理层：使用中继器或集线器在不同的电缆段之间复制位信号，在物理上实现同类局域网络不同网段的互连；

数据链路层：使用网桥或交换机在局域网之间转发数据帧，可以用MAC地址寻址，高效实现不同局域网络之间的互连与通信；

网络层：使用路由器在不同的网络之间存储转发分组，用IP地址寻址，可以实现不同类别链路的网络互连，这也是因特网的主要技术基础；

传输层及应用层：使用网关提供更高层次的互连，用端口号或其他特定标识寻址，主要应用在不同类别的网络（例如：因特网与SNA的网间通信）的互连。 2． 为什么说因特网可以在不可靠的网络层上实现可靠的传输服务？

答： 因为因特网的网络层使用数据报通信，没有应答，重传等保证机制，所以提供的是一种不可靠的网络服务；因特网的可靠传输服务主要由TCP协议来完成，TCP协议不仅保证可靠传输，还提供流量控制和拥塞控制等服务，这样TCP与IP协议的结合就可以完成可靠的网络传输服务。

3． 因特网中存在三种地址和两种地址转换机制，这两种机制的特点和区别是什么？这三种地址存在的意义何在？

答： 因特网上普遍存在的三种地址分别是主机域名、IP地址、和局域网卡上的MAC地址（拨号上网不需要这种地址），两种地址转换机制分别是DNS和ARP，DNS用于完成主机域名到IP地址的转换，是一个全球性的分布式应用；ARP则是完成局域网内主机IP到MAC地址的转换，是一种局部性的应用。 因特网为什么使用了三种地址进行通信？这是因为：

首先，主机域名可以帮助人们记忆网络主机地址，因为它一般使用英文缩写；

IP地址则是完成TCP/IP网络通信所必需，使用IP地址可以惟一性的确定通信所需要的网络主机或路由器（接口），所有的域名也必须转换成为IP地址之后才能用于网络通信（IP协议使用IP地址进行数据传输）； 而MAC地址最为有趣，可以注意到在点堆点的通信协议中（如PPP）,其实并不需要MAC地址，从理论上，MAC地址对于因特网来说，显然是可有可无的。之所以需要MAC地址，是因为需要支持多种网络技术的发展，并保持网络链路层发展的独立性，例如在局域网络中还存在IPX/SPX、AppleTalk等网络技术，保留了MAC地址，就可以使得网络技术在不同的应用领域中，保留最大可能的多样性和选择余地。

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4． 请分别计算MAC地址、IP v4和IP v6的地址空间？

答： MAC地址、IP v4和IP v6的地址空间与其相应的协议地址位地址长度有关，这三种地址的长度分别为：48、32、128位，所以相应的地址空间分别为 248 281,474,976,710,656个 232 4,294,967,296个

2128 340,282,366,920,938,000,000,000,000,000,000,000,000个

5． 为什么ARP查询要封装在广播帧中？为什么ARP的应答帧中需要包含特定的MAC地址？ 答： ARP模块运行在每个局域网上主机的网卡接口上，并在某个共享介质的因特网子网的范围内工作，在该子网内，所有主机（接口）的IP地址的网络号（netid）相同。由于工作范围局限于某个局域网内（不跨越路由器），所以所有的ARP查询只是在局域网内运行，不需要形成IP数据报，所以，ARP查询是封装在链路层帧运作的。而ARP的功能在于将特定的IP地址转换成MAC地址，所以先决条件是已知IP地址，后求MAC地址，所以在查询的MAC帧必定包含IP地址，并以广播的形式在局域网上传播，而应答帧（如果可能产生的话）则必定包含与该IP相关的MAC地址。 6． 因特网所提供的网络层服务是怎样的？

答： 因特网所提供的网络层服务所提供的是端到端（end-to-end）的不可靠的IP数据报服务。 7． 因特网可以提供那些传输层服务，因特网应用层协议对这些服务是如何选择的？

答： 因特网上进程到进程（process-to-process）的数据交换是通过TCP（可靠的）/UDP这样的传输层协议完成的。因特网应用层协议对这些服务进行选择的基本要素有三个：数据丢失（某些应用要求100%数据完整，某些则允许一定范围的数据损失）、带宽需求（某些应用对网络带宽比较高，有些则对带宽要求可以比较灵活）、实时性要求（有些应用则对数据到达的时间上比较敏感）。对上述要素的综合考虑后，可以对传输层服务协议做出选择。

8． 为什么大部分DNS应用都选用UDP作为传输层协议。

答： 根据对上题的分析可知：DNS不涉及具体数据的传输，不存在数据丢失的问题。如果，DNS数据在传输过程中丢失，可以设置超时重发。DNS应用数据量并不大，但是应用频度很高，对带宽的要求不高。DNS对实时性有一定的要求，因为DNS服务效率的低下会直接影响到网络的服务效率。综合以上因素，对大部分DNS应用都选用UDP作为传输层协议就不难理解了。 9． TCP为什么要采用“三次握手”的方式进行联接的建立和断开？

答： TCP连接要采用“握手”的方式进行相互之间的通信参数（例如计数器初始值）的设置和交换（两次握手），第三次握手的意义在于表明连接建立成功，通讯正式开始，而第三次握手往往伴随正式数据发送而行，被称为“捎带应答”。

TCP连接断开的实际上进行了“四次握手”，其中的原因是，TCP建立的是所谓“全双工”通信方式，通信双方都有可能向对方发送数据，而一方结束通信需要“两次握手”进行交互，双方都要表示出“结束”的意愿，所以需要“四次握手”。

从这里可以看出，“可靠”传输协议的通信规范的设计是十分严谨的。 10． 在因特网协议中，各层的PDU分别是什么？ 答： 在因特网协议中，各层的PDU分别是： 应用层：报文（message）

传输层：段（segment）,数据报（datagram） 网络层：报文分组 链路层：帧（frame） 物理层：比特（bit）

11． TCP的面向连接的特点与虚电路面向连接的特点有什么区别？ 参考答案：

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TCP的面向连接的特点表现在：连接的状态存在于网络边缘的主机中，网络中的路由器并不保留传输中的连接状态，因此可以保证高度的灵活性和网络的健壮性，但不能保证传输带宽和实时性。某个路由器的失效不会影响到已经建立的连接。

虚电路面向连接特点表现在：连接的状态存在于网络中数据经过的所有节点上（包括路由器），因此可以保证传输带宽和通信的实时性。但是某个路由器的失效会影响到已经建立的连接，只有重新建立新的虚电路连接后才能继续进行通信。

12． IP v4都有哪些地址分类？CIDR是怎么回事？子网掩码有什么用处？ 参考答案：

IP地址共有五类。通常A类、B类地址用于大型网络，C类地址用于局域网中。E类地址作为保留，D类地址用于组播业务。A类～C类地址根据网络规模来选用，一般来说，每台主机只分配一个IP地址，而连接不同网络的路由器上的每个接口，要分别拥有一个它所在网络的IP地址。

子网掩码用于判断两台机器是否在同一个子网中，子网掩码同IP地址一样是一个32比特的二进制数，只是其主机标识部分全为“0”，其网络标识部分全为“1”。A、B、C三类IP地址的子网掩码分别为：a.b.c.d/8，a.b.c.d/16，a.b.c.d/24。

使用CIDR进行IP地址分配可以减少资源浪费，网络地址不再受A、B、C类的限制，IP地址的子网掩码也不必受8位、16位或24位的限制，所以其子网掩码格式被改为：a.b.c.d/x，其中x是子网掩码的位数。 13． IP v6对IP v4做了那些改进？IP v6的实现主要采取那些方法？ 参考答案：

IPv6对IPv4最为重要的变革表现在它的格式上： ? ? ? ?

扩展的地址空间。IP地址长度从32位扩展到128位。

一个流线型的40字节报头。由于一些IPv4的字段被取消或成为选项。

子段分化/子段重组（Fragmentation/Reassembly）：IPv6不允许路由器再进行子段分化/子段重组，这校验和（Checksum）：由于TCP和UDP都具备了校验功能，在IP再进行校验显然是一种可以省略

在IPv6中还摈弃了某些包含在IPv4中的字段：

些操作只能在发送端和接收端进行。这种简化无疑加速了网络转发的速度。 的冗余。

14． 路由协议主要可以分那两大类，各自完成那些任务？ 参考答案：

因特网是一个个局部的、区域的、国家的和国际的ISP“网络”互联而成的松散的联盟。实际上，在因特网中还有另外一种网络组织形态，那就是所谓的“自治系统（autonomous system，AS）”。AS是由一组路由器组成的集合，处于同样的管理和技术手段控制之下，并运行同样的路由协议。

在因特网中的路由协议则分成两大类，一类是运行在AS内部的，完成AS内部的路由选择；另一类则是运行在AS之间的，完成穿越不同AS的数据报的路由导向。

15． 企业、学校一般通过何种形式接入因特网，家庭用户可以通过那些方式接入？ 参考答案：

企业、学校的网络中的计算机一般通过局域网和路由器接入因特网；家庭用户可以通过电话拨号、ISDN、ADSL和光纤电缆混合网络等接入因特网。

16． 在因特网配置完成后，可以通过那些命令来测试因特网上的主机是否能否连通？该命令的工作协议是什么？ 参考答案：

ping、tracert等命令可以用来测试网络主机是否可以连通。这些命令的工作协议是ICMP。

17． 在Windows 95/98/Me系列的操作系统中，在配置TCP/IP的过程中，那些参数的十分必要的，所谓“默认网关”的IP地址的实际含义是什么？因特网上的主机如何能够自动获得IP地址，需要具备什么条件？ 参考答案：

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