N4 5 G 不同下一跳，距离更大，不变
4-39 试简述RIP, OSPF和BGP路由选择协议的主要特点。 解答：RIP协议采用距离向量算法，其特点是：
(1) 仅和相邻路由器交换信息。如果两个路由器之间的通信不需要经过另一个路由器，那么这两个路由器就是相邻的。RIP协议规定，不相邻的路由器不交换信息。
(2) 路由器交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表。也就是说，交换的信息是：“我到本自治系统中所有网络的（最短）距离，以及到每个网络应经过的下一跳路由器”。
(3) 按固定的时间间隔交换路由信息，例如，每隔30秒。然后路由器根据收到的路由信息更新路由表。当网络拓扑发生变化时，路由器也及时向相邻路由器通告拓扑变化后的路由信息。
OSPF协议采用链路状态算法，其特点是：
(1) 向本自治系统中所有路由器发送信息。这里使用的方法是洪泛法(flooding)，这就是路由器通过所有输出端口向所有相邻的路由器发送信息。而每一个相邻路由器又再将此信息发往其所有的相邻路由器（但不再发送给刚刚发来信息的那个路由器）。这样，最终整个区域中所有的路由器都得到了这个信息的一个副本。
(2) 发送的信息就是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态，但这只是路由器所知道的部分信息。所谓 “链路状态”就是说明本路由器都和哪些路由器相邻，以及该链路的“度量”(metric)。OSPF将这个“度量”用来表示费用、距离、时延、带宽，等等。这些都由网络管理人员来决定，因此较为灵活。为了方便就称这个度量为“代价”。
(3) 只有当链路状态发生变化时，路由器才向所有路由器用洪泛法发送此信息。而不像RIP那样，不管网络拓扑有无发生变化，路由器之间都要定期交换路由表的信息。
(4) 对于规模很大的网络，OSPF可以把一个自治系统再划分为若干个更小范围的区域(area)，实现层次路由。
BGP协议采用路径向量算法，其特点是：
(1) BGP在自治系统之间交换交换“可达性”信息（即“可到达”或“不可到达”），而不是用“代价”作为度量来寻找最佳路由。例如，告诉相邻路由器：“到达目的网络N可经过ASx”。
(2) AS之间的路由选择必须考虑有关策略。这些策略包括政治、安全或经济方面的考虑。 (3) 边界网关协议BGP只是力求寻找一条能够到达目的网络且比较好的路由（不能兜圈子），而并非要寻找一条最佳路由。
4-40 RIP使用UDP，OSPF使用IP，而BGP使用TCP。这样做有何优点为什么RIP周期性地和邻站交换路由信息而BGP却不这样做
解答：RIP只和邻站交换信息，UDP虽不保证可靠性，但UDP开销小。 OSPF使用可靠的洪泛法，并直接使用IP，好处是灵活和开销小。
BGP需要交换自治系统间的路由信息，交换的信息大，使用TCP提供可靠交付。 RIP使用不可靠的UDP，因此需要周期性地和邻站交换路由信息，而BGP不需要。
4-41 为何BGP可以避免“坏消息传播得慢”的问题
解答：因为当一个路由器通过BGP会话通告一个前缀时，该前缀的BGP属性中包含该前缀通告通过的AS路径，若路由器在该路径中发现自己的AS包含在该路径中，则拒绝该通告，从而防止循环通告和选路环路，因此可以避免“坏消息传播得慢”的问题。
4-42 比较交换机和路由器各自的特点和优缺点。
解答：路由器是利用网络层地址转发分组的存储转发分组交换机。尽管交换机也是一个存储转发分组交换机，它和路由器根本不同，因为它用MAC地址转发分组。交换机是第二层的分组交换机，而路由器是一个第三层的分组交换机。
交换机的优点：交换机是即插即用的。交换机还能够具有相对高的分组过滤和转发率（交换机只需处理通过第二层传送上来的分组，而路由器必须处理通过第三层传送上来的帧）。
交换机的缺点：由于MAC地址是平坦的，一个大型交换机网络要求交换机维护大的转发表，也将要求在主机中维护大的ARP表，将产生和处理大量的ARP流量。交换机对于广播风暴不提供任何保护措施，如果一台主机失去控制并传输了无穷的以太网广播帧流，交换机将转发所有这些帧，导致整个以太网的崩溃。交换机网络的拓扑结构限制为一棵生成树。
路由器的优点：分组就不会被限制在一棵生成树上，并且可以使用源和目的之间的最佳路径。因为网络寻址经常是层次的（不像MAC寻址那样是平面的），即使当网络中存在冗余路径，分组通常也不会在路由器中循环。（当路由器表配置有问题时，分组可能会循环；但IP用一个特殊的报文首部字段来限制循环。）路由器为第二层的广播风暴提供了隔离保护。
路由器的缺点：路由器不是即插即用的（它们以及连接到它们的主机都需要配置IP地址）。路由器对每个分组处理时间通常比交换机更长。因为它们必须处理到第三层的字段。
4-43 路由器的输入端口和输出端口都有排队功能，什么情况下分组会在输入端口排队，而什么情况下分组会在输出端口排队如果能让路由器处理分组足够快，是否能使输入和输出端口都避免出现分组排队（假定输入/输出线路速率相同）
解答：如果路由器的交换结构的速率跟不上所有输入端口分组的到达速率时，分组会因为等待交换而在输入队列中排队。当交换结构传送过来的分组的速率超过输出链路的发送速率时，来不及发送的分组就必须暂时存放在这个队列中。提高路由器查表和交换的速度可以避免分组在输入端口进行排队，但不能完全避免在输出端口的排队。
4-44 简述IGMP和多播选路协议的作用。
答：IGMP和多播选路协议是因特网实现网络层多播的两个互补的组件： IGMP通知本地的多播路由器有主机参与某多播组。
多播选路协议用于本地多播路由器与其他多播路由器联系，传送组成员关系信息，建立多播路由。
4-45 什么是可重用地址和专用地址什么是虚拟专用网VPN
解答：RFC 1918指明了一些专用地址。这些地址只能用于一个机构的内部通信，而不能用于和因特网上的主机通信。换言之，专用地址只能用作本地地址而不能用作全球地址。在因特网中的所有路由器，对目的地址是专用地址的数据报一律不进行转发。显然，不同机构的专用互连网络可以使用相同的专用IP地址，因此专用IP地址也叫做可重用地址。
利用公用的因特网作为本机构各专用网之间的通信载体，这样的专用网又称为虚拟专用网。“专用网”是因为这种网络是为本机构的主机用于机构内部的通信，而不是用于和网络外非本机构的主机通信。“虚拟”表示“好像是”，但实际上并不是，因为现在并没有使用专线而是通过公用的因特网来连接分散在各场所的本地网络。
4-46 内联网(Intranet)和外联网(Extranet)是怎样的网络它们的区别是什么
解答：由一个机构的几个内部网络所构成的虚拟专用网VPN又称为内联网(intranet或intranet VPN，即内联网VPN)，表示这些网络都属于同一个机构。
有时一个机构的VPN需要有某些外部机构（通常就是合作伙伴）参加进来。这样的VPN就称为外联网(extranet或extranet VPN，即外联网VPN)。
4-47 考虑图4-41中的基本NAT方法，假设NAT路由器只拥有1个全球IP地址，若有多台专网主机想同时访问因特网上资源会出现什么问题当采用NAPT情况有会怎样
解答：会发生冲突，不能都成功通信。因为，同一时刻只能有一台专网主机访问因特网上的主机。NAT路由器无法区分返回的IP数据报是发送给谁的。
当采用NAPT时，NAPT路由器将运输层的端口号和IP地址一起进行转换，并利用端口号来区分不同的报文。由于端口号字段有16比特，因此一个外部IP地址可支持60000多对内部进程（可位于不同主机）与外部进程的通信。
4-48 因特网的多播是怎样实现的为什么因特网上的多播比以太网上的多播复杂得多 解答：首先是使用多播地址来标识多播分组的接收方，即多播组。另外，需要使用两种协议：一个是IGMP协议，让连接在本地局域网上的多播路由器知道本局域网上是否有主机（严格讲，是主机上的某个进程）参加或退出了某个多播组。
显然，仅有IGMP协议是不能完成多播任务的。连接在局域网上的多播路由器还必须和因特网上的其他多播路由器协同工作，以便把多播数据报用最小代价传送给所有的组成员。这就需要使用多播路由选择协议。
由于以太网是一个广播网，利用广播很容易实现多播。交换机转发所有多播帧（目的地址是多播地址的帧）就可以将帧发送给以太网上所有主机，而收到帧的适配器通过识别目的组地址来过滤掉不需要接收的帧。而在因特网上实现多播要复杂得多，因为在因特网范围内进行广播是灾难性的。为减少分组不必要的转发，需要生成多播转发树（连接多播组成员的树），多播路由器仅在多播转发树上进行转发。多播转发树必须动态地适应多播组成员的变化。因为，因特网上的多播比以太网上的多播复杂得多。
4-49 IP多播为什么需要两种协议这两种协议各自的主要功能是什么
解答：IGMP协议是让连接在本地局域网上的多播路由器知道本局域网上是否有主机（严格讲，是主机上的某个进程）参加或退出了某个多播组。仅有IGMP协议是不能完成多播任务的。连接在局域网上的多播路由器还必须和因特网上的其他多播路由器协同工作，以便把多播数据报用最小代价传送给所有的组成员。这就需要使用多播路由选择协议。
多播路由选择协议的基本任务就是在多播路由器之间为每个多播组建立一个连接源和所有拥有该组成员的路由器的多播转发树。IP多播数据报只要沿着多播转发树进行洪泛就能被传送到所有的拥有组成员的多播路由器，然后在局域网内多播路由器再通过硬件多播将IP多播数据报发送给所有组成员。
4-50 为什么IGMP要使用IP多播进行传输，并且其IP数据报的TTL被设置为1 解答：为了提高IGMP的工作效率，减少组成员和多播路由器发送IGMP报文的数量，IGMP报文使用IP多播进行传输。例如，延迟响应和选择查询路由器都需要多播的支持。同时，IGMP仅用于在本地网络中组成员向多播路由器通告成员关系，为了避免封装了IGMP报文的IP多播数据报被路由器（普通IP多播数据报是要被多播路由器转发的）转发到其他网络，其IP数据报中的TTL被设置为1，路由器收到该数据报后会丢弃该报文而不会被转发。
4-51 在IGMP中有了离开组报文和成员报告报文，是不是可以不需要路由器周期性发送成员查询报文了请说明原因。
解答：不行。假设网络中某多播组仅有一个主机，但该主机突然意外关机了（如出现故
计算机网络教程第五版课后答案
