一个站成功发送数据之前的平均重传次数I(1-2-1)*1+2-1*(1-2-2)*2+2-1*2-2*(1-2-3)*3+2-1*2-2*2-3*(1-2-4)*4…...≈1.6373-28有10个站连接到以太网上。试计算一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个站都连接到一个10Mb/s以太网集线器:因为集线器工作在物理层,因此,10个站共用10Mb/s带宽;(2)10个站都连接到一个100Mb/s以太网集线器:同理,10个站共用100Mb/s带宽;(3)10个站都连接到一个10Mb/s以太网交换机:因为以太网交换机工作在数据链路层,可以实现数据帧的转发,因此,每个站独占10Mb/s带宽。3-30答:9台主机和2台服务器的工作时的总吞吐量为900+200=1100mbit/s.三个系各有一台主机分别访问两个服务器和通过路由器上网,其他主机在系内通信。3-32图3-35表示有五个站点分别连接在三个局域网上,并且用网桥B1和B2连接起来。每一个网桥都有两个接口(1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。试把有关数据填写在表3-2中。发送的B1的转发表帧地址接口A→EC→BD→CB→AACDB1221B2的转发表地址ACD接口112B1的处理(转发?丢弃?登记?)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B2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3-33在图3-31中,以太网交换机有6个接口,分别接到5台主机和1个路由器。答:A发送帧给DD发送帧给AE发送帧给AA发送帧给E写入(A,1)写入(D,4)写入(E,5)不变所有的接口AAE开始时交换表为空,交换机不知向何接口转发交换机已知道A连接在接口1交换机已知道A连接在接口1交换机已知道E连接在接口53-34答:从A到B(包括4个转发器)的传播时延=800m/(2*108m/s)+4*20bit/100*106bit/s=(4*10-6+0.8*10-6)=4.8μs发送1帧需要的时间是1500/(100Mbit/s)=15μs,比从A到B传播一个比特的时间还要多。在t=0时,A和B同时发送帧。在t=4.8μs时,A和B都检测出碰撞。在t=9.6μs时,B终止发送的帧的最后一个比特到达A,A立即重传。在t=14.4μs,A重传帧的第一个比特到达B。A发送1500bit需要的时间是1500/108=15μs。在t=29.4μs时,A重传帧的最后一个比特到达B。整个传输链路被4个交换机分成5个网段。在主机和交换机之间或两个交换机之间的传播时延:每一段电缆长度160m除以电磁波的传播速率2*108m/s,算出为0.8μs,总的传播时延为5*0.8=4μs。主机A和4个交换机的发送时延一共是5*15=75μs。4个交换机的处理实验为4*0.2=0.8μs。因此,B收完A所发送的帧总共经历的时延=4+75+0.8=79.8μs。第四章网络层4.试简单说明下列协议的作用:IP、ARP、RARP和ICMP。IP协议:实现网络互连。使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一,与IP协议配套使用的还有四个协议。ARP协议:是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。RARP:是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。ICMP:提供差错报告和询问报文,以提高IP数据交付成功的机会因特网组管理协议IGMP:用于探寻、转发本局域网内的组成员关系。5.IP地址分为几类?各如何表示?IP地址的主要特点是什么?分为ABCDE5类;每一类地址都由两个固定长度的字段组成,其中一个字段是网络号net-id,它标志主机(或路由器)所连接到的网络,而另一个字段则是主机号host-id,它标志该主机(或路由器)。各类地址的网络号字段net-id分别为1字节,2字节,3字节,0字节,0字节;主机号字段host-id分别为3字节、2字节、1字节、4字节、4字节。特点:(1)IP地址是一种分等级的地址结构。分两个等级的好处是:第一,IP地址管理机构在分配IP地址时只分配网络号,而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了IP地址的管理。第二,路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组(而不考虑目的主机号),这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少,从而减小了路由表所占的存储空间。(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。当一个主机同时连接到两个网络上时,该主机就必须同时具有两个相应的IP地址,其网络号net-id必须是不同的。这种主机称为多归属主机(multihomedhost)。由于一个路由器至少应当连接到两个网络(这样它才能将IP数据报从一个网络转发到另一个网络),因此一个路由器至少应当有两个不同的IP地址。(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。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bit,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192.0.0~~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223.255.255。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。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。准确理解可参考教材:P122图4-9及其说明。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255.255.255.0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255.255.255.0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)一网络的现在掩码为255.255.255.248,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:23-2=6台(去掉全零和全1的主机地址)(3)一A类网络和一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:11111111111111111111111100000000给定子网号(16位“1”)则子网掩码为255.255.255.0B类网络11111111111111111111111100000000给定子网号(8位“1”)则子网掩码为255.255.255.0二者的子网数目不同。(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?255.255.11110000.00000000Host-id的位数为12,因此,主机数为:212-2=4094(5)一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?是有效的子网掩码,10111111111111110000000011111111,此掩码不推荐使用。(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?194.47.20.12911000010.00101111.00010100.10000001C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对减少。10.试辨认以下IP地址的网络类别。(1)128.36.199.3(2)21.12.240.17(3)183.194.76.253(4)192.12.69.248(5)89.3.0.1(6)200.3.6.2(2)和(5)是A类,(1)和(3)是B类,(4)和(6)是C类.13.设IP数据报使用固定首部,其各字段的具体数值如图所示(除IP地址外,均为十进制表示)。试用二进制运算方法计算应当写入到首部检验和字段中的数值(用二进制表示)。41410.12.14.512.6.7.9010001010000000000000000-00011100000000000000000100000000-000000000000010000010001xxxxxxxxxxxxxxxx0000101000001100000011100000010100001100000001100000011100001001作二进制检验和(XOR)0111010001001110取反码17502800100010111011000117.一个3200位长的TCP报文传到IP层,加上160位的首部后成为数据报。下面的互联网由两个局域网通过路由器连接起来。但第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1200位。因此数据报在路由器必须进行分片。试问第二个局域网向其上层要传送多少比特的数据(这里的“数据”当然指的是局域网看见的数据)?答:第二个局域网所能传送的最长数据帧中的数据部分只有1200bit,即该局域网所能传送的每个IP数据片的数据部分≤1200-160(bit)=1040(bit),由于片偏移是以8字节即64bit为单位的,所以IP数据片的数据部分最大不超过64bit的整数倍,即为1024(bit)≤1040(bit),这样3200bit的报文要分4个数据片,其中长度分别为:1024;1024;1024;128(bit)所以第二个局域网向上传送的比特数等于(3200+4×160),共3840bit。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数据报的发送过程中总共使用了几次ARP?6次,主机用一次,每个路由器各使用一次。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128.96.39.0255.255.255.128接口m0128.96.39.128255.255.255.128接口m1128.96.40.0255.255.255.128R2192.4.153.0255.255.255.192R3*(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(1)分组的目的站IP地址为:128.96.39.10。先与子网掩码255.255.255.128相与,得128.96.39.0,可见该分组经接口0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255.255.255.192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255.255.255.192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。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=28-2=254>250,共有子网数=28-2=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1:00000001129.250.1.0129.250.1.1---129.250.1.2542:00000010129.250.2.0129.250.2.1---129.250.2.2543:00000011129.250.3.0129.250.3.1---129.250.3.2544:00000100129.250.4.0129.250.4.1---129.250.4.2545:00000101129.250.5.0129.250.5.1---129.250.5.2546:00000110129.250.6.0129.250.6.1---129.250.6.2547:00000111129.250.7.0129.250.7.1---129.250.7.2548:00001000129.250.8.0129.250.8.1---129.250.8.254
计算机网络第7版1-5章答案
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