计算机网络-第五版-谢希仁-2010-2011-2-作业解答(CH01-06)
网桥与转发器相比，主要有以下异同点： 1）都能扩大局域网物理范围，但转发器的数
目受限，而网桥从理论上讲，扩展的局域网范围是无限制的； 2）都能实现网段的互连，但转发器只通过按比特转发信号 实现各网段物理层的互连，网桥在 MAC 层转发数据帧实现数据链路层的互连，而且网桥能互连不同物理层甚至不同
MAC 子层的网段； 3）互连的各网段都在同一广播域，但网桥将网段隔离为不同的冲突域，而转发器则无隔离信号作用。 网桥与以太网交换机相比，主要有以下异同点： 1）交换机工作时，实际上允许许多组端口间的通道同时工作。所以，交 换机的功能体现出不仅仅是一个网桥的功能，而是多个网桥功能的集合。即网桥一般分有两个端口，而交换机具有高密度 的端口。 （2）分段能力的区别： 由于交换机能够支持多个端口，因此可以把网络系统划分成为更多的物理网段，这 样使得整个网络系统具有更高的带宽。而网桥仅仅支持两个端口，所以，网桥划分的物理网段是相当有限的。 （3）传输 速率的区别 ：交换机与网桥数据信息的传输速率相比，交换机要快于网桥。 （4）数据帧转发方式的区别 ：网桥在发送 数据帧前，通常要接收到完整的数据帧并执行帧检测序列FCS后，才开始转发该数据帧。交换机具有存储转发和直接转发 两种帧转发方式。直接转发方式在发送数据以前，不需要在接收完整个数据帧和经过32bit循环冗余校验码CRC的计算检 查后的等待时间。
3-32现有五个站分别连接在三个局域网上，并且用两个网桥连接起来，如下图。每个网桥的两个端口都标明在图上。开始 时，两个网桥中的转发表都是空的。以后有以下各站依次向其他的站发送了数据帧：A 发给 E，C 发给 B，D 发给 C，B 发给
A。请把有关数据填写在下表中。
B1
B2 端口
端口 端口 C
端口 D E
A B
MAC4 MAC5
MAC1 MAC2
MAC3
当一个网桥刚连接到局域网上时，其转发表是空的。若此时收到一个帧，应照以下算法处理该帧和建立转发表： （1） 从端口X收到无差 数 需要传 传送 k 次才成功的概率 P（k） 送k次 错的帧，在在转发 表查找目的站
MAC地址；
（2） 如有，则查找出此
MAC地址应当走
的端口d，然后进
行（3）
（3） 如找到这个MAC地址走的端口d=x，则丢弃此帧，否则从端口d转发此帧； （4） 转到（6）
（5） 向网桥除x以外的所有端口转发此帧； 的概率 2 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0.5 0.5 1 0.25 0.5 0.5 0.5000 0.75 0.375 0.7500 0.1093 0.875 0.3281 75 0.0146 （6） 如果源站不在转发表中，则将源站MAC地址加入到转发表中，登记该帧计入网桥的端口，设计计时器，转到（8） （7） 更新计时器； （8） 等待新的帧，转到（1）
计算机网络-第五版-谢希仁-2010-2011-2-作业解答(CH01-06)
4-20 设某路由器建立了如下路由表：
子网掩码 目的网络
255.255.255.128 128.96.39.0 128.96.39.128 128.96.40.0
192.4.153.0
255.255.255.128 255.255.255.128 255.255.255.192 -
下一跳 接口m0 接口m1 R2 R3 R4
*(默认)
现共收到5个分组，其目的站IP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 试分别计算其下一跳？ 解：这里的下一跳指的下一个数据接受的路由，将收到的分组目的站IP地址与路由表子网掩码逐行作“与”计算其目的 网段，然后看是否与路由表这行的目的网段匹配；若有匹配的，就从路由表这行规定的端口转发；如果没有，就只能转发 给默认的端口。
第一个分组的地址是128.96.39.10，根据路由表的子网掩码可知属于128.96.39.0网段，下一跳从接口m0转发； 第二个分组的地址是128.96.40.12，根据路由表的子网掩码可知属于128.96.40.0网段，下一跳转发给路由器R2； 第三个分组的地址是128.96.40.151，路由表中没有对应的端口，下一跳从默认端口R4转发；
第四个分组的地址是192.4.153.17，根据路由表的子网掩码可知属于192.4.153.0网段，下一跳转发给路由器R3； 第五个分组的地址是192.4.153.90，路由表中没有对应的端口，下一跳从默认端口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 个不同在地点。 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号码，并算出每个地点主机号码的最小值和最大值。 解：按题设条件子网掩码为 255.255.255.0 ，应该向主机位借了 8 位作子网划分；
共划分出子网2 8个；每个子网最多能有 2 8 -2=254 台主机，16 个子网的主机共 16 × 254=4064 台主机；
假设该单位有的4000 台机器“平均”分布在 16 个不同的地点，即“平均”分配在 16 个子网中，于是 16 个子网中的任何 一个均不超过 254 台主机数。
给16 个地点分配子网号码可以选用 129.250.XXX.0, 其中 XXX 可以是0 ～ 255；
分开写成： 0 ～ 15 ， 16 ～ 31 ， 32 ～ 47 ， 48 ～ 63 ， 64 ～ 79 ， 80 ～ 95 ， 96 ～ 111 ， 112 ～ 127 ， 128 ～ 143 ，144 ～ 159 ，160 ～ 175 ， 176 ～ 191 ， 192 ～ 207 ， 208 ～ 223 ， 224 ～ 239 ， 240 ～ 255 。
可以按这些成组设计子网中的一组或分别选用其中的 16 个。 而每个子网(地点)中主机号码最小为 1，最大为 254 。
4-30 一个大公司有一个总部和三个下属部门。公司分配到网络前缀是192.77.33/24。公司的网络布局如图所示。总部共有 五个局域网，其中的LAN1~LAN4都连接到路由器R1上，R1再通过LAN5与路由器R2相连。R2和远地的三个部门的局 域网LAN6~LAN8通过广域网相连。每一个局域网旁边标明的数字是局域网上的局域网上的主机数。试给每一个局域网分 配一个合适的网络前缀
解：按照各LAN的主机数分配：
对LAN1：Host=50， 2 5 -2）<50<（2 6 -2） 对LAN3：Host=30， 2 -2）<30<（2 -2） 对LAN8：Host=25， 2 -2）<25<（2 -2） 对LAN6：Host=20， 2 4 -2）<20<（2 5 -2） 对LAN7：Host=20， 2 -2）<20<（2 -2） 对LAN2：Host=10， 2 -2）<10<（2 -2） 对LAN4：Host=10， 2 -2）<10<（2 -2） 对LAN5：Host=04， 2 -2）<04<（2 -2） 对WAN1：Host=02， 2 -2）<02<（2 -2） 对WAN2：Host=02， 2 -2）<02<（2 -2）
1
2
1
2
1
2
2
3
3
4
3
4
4
5
4
5
4
5
对WAN3：Host=02， 2 -2）<02<（2 -2）
计算机网络-第五版-谢希仁-2010-2011-2-作业解答(CH01-06)
4-45 什么是NAT？ NAPT有哪些特点？NAT的优点和缺点有哪些？ 解： 1）
Force, Internet工程任务组)标准，允许一个整体机构以一个公用IP（Internet Protocol）地址出现在Internet上。 NAT有三种类型：静态NAT(Static NAT)、动态地址NAT(Pooled NAT)、网络地址端口转换NAPT（Port－Level NAT）
（2）NAPT（Network Address Port Translation）网络地址端口转换，是人们比较熟悉的一种转换方式。NAPT普遍应用于 接入设备中，它可以将中小型的网络隐藏在一个合法的IP地址后面。NAPT与动态地址NAT不同，它将内部连接映射到外 部网络中的一个单独的IP地址上，同时在该地址上加上一个由NAT设备选定的TCP端口号。 在Internet中使用NAPT
时，所有不同的信息流看起来好像来源于同一个IP地址。这样，ISP甚至不需要支持NAPT，就可以做到多个内部IP地址 共用一个外部IP地址上Internet，虽然这样会导致信道的一定拥塞，但考虑到节省支付给ISP的费用和易管理的特点，用 NAPT还是很值得的。 （3）NAT的优点和缺点：
NAT的优点: (1)对于那些家庭用户或者小型的商业机构来说，使用NAT可以更便宜，更有效率地接入Internet。
(2)使用NAT可以缓解目前全球IP地址不足的问题。 (3)在很多情况下，NAT能够满足安全性的需要。
(4)使用NAT可以方便网络的管理，并大大提高了网络的适应性。
NAT的缺点: (1) NAT会增加延迟,因为要转换每个数据包包头的IP地址,自然要增加延迟.
(2) NAT会使某些要使用内嵌地址的应用不能正常工作.
计算机网络-第五版-谢希仁-2010-2011-2-作业解答(CH01-06)
05-09 端口的作用是什么？为什么端口号要划分为三种？
解：端口是应用层服务的的一种代号，它用来标志应用层的进程。端口是一个16 bit的整数。各种服务器使用的端口号都 是保留端口号，以便使客户能够找到服务器。
在发送数据时，应用层的数据通过端口向下交付到运输层。在接收数据时，运输层的数据通过适当的端口向上交付到 应用层的某个应用程序。
首先端口必须分为两大类，一类是服务器使用的另一类是客户端使用的；在服务器使用的端口中，必须为熟知的应用分配 熟知的端口号，而必须为没有熟知端口号的应用登记端口号以免重复。故而端口号需要划分为三种：熟知端口号、登记端 口号和客户端使用的短暂端口号。
05-14一UDP用户数据报的首部十六进制表示是：06 32 00 45 00 1C E2 17。试求源端口号、目的端口号、用户数据报的总 长度、数据部分长度。这个用户数据报是从客户发送给服务器还是从服务器发送给客户？使用UDP的这个服务器程序是 什么？ 答：
源端口：06 32→1586； 目的端口：00 45→69；
UDP数据报总长度：00 1C→ 28字节； 数据部分长度：E2 17→20字节。
此UDP用户数据报是从客户发给服务器，服务器程序是TFTP。
05-24 一个TCP连接下面使用256kbit/s的链路，其端到端时延为128ms。经测试，发现吞吐量只有120kbit/s。试问发送窗 口W是多少？
窗口内的数据（ bite）
从开始发送窗口内的数 据到收到确认报文所经 历的时间（ s ） 答：首先定义： 吞吐量??
按题设条件，数据传输在链路上来回路程的总时延=128×2=256ms。
不妨假设设发送窗口为X字节(Byte )，
（1）接收端每收到一个很小的报文段就发回确认报文，这样，发送端从开始发送窗口内的数据到收到确认报文所经历的
8 ??X
时间就是数据传输在链路上来回路程的总时延即：256ms；所以有：120 ??10 ??； 解方程得：
128 ??10 ??3 ??2
X=3840(Byte )；
（2）接收端要收完整个窗口内数据报文后才发回确认报文，这样，发送端从开始发送窗口内的数据到收到确认报文所经 历的时间就是数据传输在链路上来回路程的总时延加上发送整个窗口内数据所需要的时间
8 ??X
， 所以有： 120 ??10 ??
（）
；
解方程得：
8 ??X
??128 ??10 ??3 ??2
256 ??10
3
链路数据传输率（ bite /s ）
X=7228(Byte )；
05-45 解释为什么突然释放运输连接就可能丢失用户数据而使用TCP的连接释放方法就可保证不丢失数据。 答：当主机1和主机2之间连接建立后，主机1发送了一个TCP数据段并正确抵达主机2，接着主机1发送另一个TCP ，主机2在收到第二个TCP数据段之前发出了释放连接请求，如果就这样突然释放连接，显然主机
1发送的第二个TCP报文段会丢失。而使用TCP的连接释放方法，主机2发出了释放连接的请求，那么即使收到主机1 的确认后，只会释放主机2到主机1方向的连接，即主机2不再向主机1发送数据，而仍然可接收主机1发来的数据，所 以可保证不丢失数据。
05-46试用具体例子说明为什么在运输连接建立时要使用三次握手。说明如不这样做可能会出现什么情况。 答：我们知道，3次握手完成两个重要的功能，既要双方做好发送数据的准备工作（双方都知道彼此已准备好） 双方就初始序列号进行协商，这个序列号在握手过程中被发送和确认。
现在把三次握手改成仅需要两次握手，死锁是可能发生的。作为例子，考虑计算机A和B之间的通信，假定B给A发
送一个连接请求分组，A收到了这个分组，并发送了确认应答分组。按照两次握手的协定，A认为连接已经成功地建立了， 可以开始发送数据分组。可是，B在A的应答分组在传输中被丢失的情况下，将不知道A是否已准备好，不知道A建议 什么样的序列号，B甚至怀疑A是否收到自己的连接请求分组。在这种情况下，B认为连接还未建立成功，将忽略A发来 的任何数据分组，只等待连接确认应答分组。而A在发出的分组超时后，重复发送同样的分组。这样就形成了死锁。