計算機網絡第七版課後習題-第四章網絡層-習題中的簡答題

1,網絡層向上提供的服務有哪兩種?試比較其優缺點。

網絡層向運輸層提供 “面向連接”虛電路(Virtual Circuit)服務或“無連接”數據報服務。

前者預約了雙方通信所需的一切網絡資源。優點是能提供服務質量的承諾。即所傳送的分組不出錯、丟失、重複和失序(不按序列到達終點),也保證分組傳送的時限,缺點是路由器度複雜,網絡成本高;

後者無網絡資源障礙,盡力而爲,優缺點與前者互易。

2,網絡互連接有什麼實際意義?進行網絡互連時,有哪些共同的問題需要解決?

  網絡互連是指將不同的網絡連接起來,以構成更大規模的網絡系統,實現網絡間的數據通信、資源共享和協同工作。網絡互連可以改善網絡的性能,主要體現在提高系統的可靠性、改進系統的性能、增加系統保密性、建網方便、增加地理覆蓋範圍等幾方面。

3,作爲中間設備,轉發器,網橋,路由器,和網關有何區別?

轉發器、網橋、路由器和網關的區別如下:

4,IP地址分爲幾類?各如何表示?IP地址的主要特點是什麼?

IP地址分爲A、B、C、D等四大類。每個IP地址有四個字節組成。IP地址的表示方法採用“點分十進制表示”。如果:第一字節=0-127是A類;第一字節=128-191是B類;第一字節=192-223是C類; 第一字節=224-239是D類。 任何一個A、B、C類的IP地址由網絡號字段net-id和主機號字段host-id組成。

5,試說明IP地址與硬件地址的區別。爲什麼要使用這兩種不同的地址?

5.1、長度的區別: 物理地址即硬件地址,由48bit構成;IP地址由32bit組成,是邏輯地址。

5.2、放置位置的區別: IP地址放IP數據報的首部,而硬件地址則放在MAC幀的首部。

5.3、使用的區別:       在網絡層和網絡層以上使用IP地址,數據鏈路層及以下使用硬件地址。

使用IP 地址與硬件地址,儘管連接在一起的網絡的硬件地址體系各容不相同,但IP 層抽象的互連網卻屏蔽了下層這些很複雜的細節,並使我們能夠使用統一的、抽象的IP 地址進行通信。

6,IP地址方案與我國的電話號碼體制的主要不同點是什麼?

IP地址分爲網絡號和主機號,它不反映有關主機地理位置的信息。而電話號碼反映有關電話的地理位置的信息,同一地域的電話號碼相似度

7,IP數據報中的首部檢驗和並不檢驗數據報中的數據。這樣做的最大好處,壞處分別是什麼?

好處: 轉發分組更快;缺點:數據部分出現差錯時,不能及早發現。

8,當某個路由器發現一 IP 數據報的檢驗和有差錯時,爲什麼採取丟棄的辦法而不是要求源站重傳此數據報?計算首部檢驗和爲什麼不採用 CRC 檢驗碼?


無法保證數據內的源站地址正確,CRC檢驗碼使用的是多項式除法,代價太高,沒經過一個站點就要校驗一次,計算量太大,增加傳輸時間。可以用二進制反碼求和,即爲先進行二進制數取反,然後求和,如果最高位進一,則保存到最低位即可。

9,什麼是最大傳送單元MTU?它和IP數據報的首部中的哪個字段有關係?

MTU,最大傳輸單元(Maximum Transmission Unit,MTU)是指一種通信來協議的某一層上面所能通過的最大數據報大小(以字節爲單位)

IP層下面數據鏈裏層所限定的幀格式中數據字段的最大長度,與IP數據報首部中的總長度字段有關係。

10,在互聯網中將 IP 數據報分片傳送的數據報在最後的目的主機進行組裝。還可以有另外一種做法,即數據報片通過一個網絡就進行一次組裝。試比較這兩種方法的優劣。


在目的主機組裝更優,原因如下:(1)路由器處理數據更簡單,從而延遲小,效率高(2)不完整的數據報組裝起來不方便(3)分組後面還需要經過網絡,給這些數據報會分成更小的片,會再次分開再組裝,增加傳輸資源和時間。

11,(1)有人認爲:“ARP 協議向網絡層提供了轉換地址的服務,因此 ARP 應當屬於數據鏈路層。” 這種說法爲什麼是錯誤的?

(2)試解釋爲什麼 ARP 高速緩存每存入一個項目就要設置 10 ~ 20 分鐘的超時計時器。這個時間設置得太大或太小會出現什麼問題?

(3)舉出至少兩種不需要發送 ARP 請求分組的情況(即不需要請求將某個目的 IP 地址解析爲相應的硬件地址)。

 

(1)因爲ARP本身是網絡層的一部分,ARP協議爲IP協議提供了轉換地址的服務;數據鏈路層使用硬件地址而不使用IP地址,無需ARP協議數據鏈路層本身即可正常運行。因此ARP不再數據鏈路層。

(2)考慮到IP地址和mac地址均有可能是變化的(更換網卡或動態主機配置);

10-20分鐘跟換一塊網卡是合理的,超時時間太短會使ARP請求和響應的通信量太頻繁,沒有必要佔用系統過多的資源,而超時時間太長會使更換網卡後的主機遲遲無法與其他主機通信。

(3)在源主機的ARP高速緩存中已經有該目的IP地址的項目;源主機發的是廣播分組;源主機和目的主機使用的是點對點鏈路;

 

 12,主機A發送IP數據報給主機B,途中經過了5個路由器。試問在IP數據報的發送過程總共使用幾次ARP

(前提,理論上,當前主機路由器arp表中都沒有下一跳路由器MAC)
共需6次,主機A先通過arp得到第一個路由器的MAC,之後每一個路由器轉發前都通過ARP得到下一跳路由器的MAC,最後一條路由器將IP包發給B前仍要通過ARP得到B的MAC,共6次。

13,

試找出可產生以下數目的A類子網的子網掩碼(採用連續掩碼)。

(1)2,(2)6,(3)30,(4)62,(5)122,(6)250.

答案:https://www.nowcoder.com/questionTerminal/eb327b2e60a348329838a01516a037b4?toCommentId=6223628

14,IGP和EGP這兩類協議的主要區別是什麼

IGP: 內部網關協議(Interior Gateway Protocol)
內部網關協議(IGP)是一種專用於一個自治網絡系統(比如:某個當地社區範圍內的一個自治網絡系統)中網關間交換數據流轉通道信息的協議。網知絡IP協議或者其他的網絡協議常常通過這些通道信息來決斷怎樣傳送數據流。目前最常用的兩種內部道網關協議分別是:路由信息協議(RIP)和最短路徑優先路由協議(OSPF)。

EGP:外部網關協議(Exterior Gateway Protocol)
外部網關協議(EGP)是一種在自治系統的相鄰兩個網關主機間交換路由信息的協議。 EGP 通常用於在因特網主機間交換路由表信息。它是一個輪詢協議,利用 Hello 和 I-Heard-You 消息的轉換,能讓每個網關控制和接收網絡可達性信息的速率,允內許每個系統控制它自己的開銷,同時發出命令請求更新響應容。路由表包含一組已知路由器及這些路由器的可達地址以及路徑開銷,從而可以選擇最佳路由。每個路由器每間隔 120 秒或 480 秒會訪問其鄰居一次,鄰居通過發送完整的路由表以示響應。

15,試簡述RIP,OSPF和BGP路由選擇協議的主要特點

rip協議距離矢量路由選擇協議,它選擇路由的度量標準(metric)是跳數,最大跳數是15跳,如果大於15跳,它就會丟棄數據包。

ospf協議是鏈路狀態路由選擇協議,它選擇路由的度量標準是帶寬,延遲。

bgp是邊界網關路由先擇協議,它主要完成倆個自治域系統之間的路由選擇。

16,RIP使用UDP,OSPF使用IP,而BGP使用TCP.這樣做有何優點 爲什麼RIP週期性地和鄰站交換路由信息而BGP卻不這樣做?

BGP做爲自治系統間的路由協議,需要攜帶大量的路由信息,遠遠超出了IGP攜帶路由的數量。

因此,BGP需要採用一種可靠的協議來承載。所以BGP選擇了TCP協議做爲其承載協議,而不是UDP/IP。

這樣做的好處是利用了TCP是一種面向連接的協議,自身能夠保證數據傳輸的可靠,通過重傳等機制保證路由協度議報文在IP網傳版輸的可靠性,因此BGP協議本身就可以省去這方面的設計工作,簡化了協議的設計。

而RIP、OSPF由於使用的是非面向連接的協議(UDP/IP),UDP/IP協議本身無法保證路由協議報文的可靠傳輸,因此RIP、OSPF就必須通過自身的協議實現來保證路由協議報文在網絡中的可靠傳輸。

爲了做到這一點,RIP採用了定期更新的辦法,每隔一段時間就重傳路由;

OSPF的方向先進一些,通過主從協商的過程來做路由更新報文的隱式權確認。

17,IGMP 協議的要點是什麼?隧道技術在多播中是怎樣使用的?

(1) IGMP協議要點:

IGMP是用來進行多播,採用多播協議可以明顯減輕網絡中各種資源的消耗,IP多播實際上是硬件多播的一種抽象;

IGMP有兩種分組,詢問分組和查詢分組,IGMP使用IP數據報傳遞其報文,也向IP提供服務;

IGMP屬於整個網際協議的一個組成部分

(2)隧道技術的實現:

當多播數據報在傳輸過程中遇到不運行多播路由器的網絡時,路由器對多播數據報進行再次封裝,加一個普通數據報的首部,封裝成爲一個單播數據報,通過隧道之後再由路由器剝去其首部,恢復成爲多播數據報。

18,什麼是vpn?vpn有什麼特點和優缺點?vpn有幾種類別?

1、什麼是vpn?
答:vpn的英文全稱是“virtualprivatenetwork”顧名思義,虛擬專用網絡可以把它理解成是虛擬出來的企業內部專線。
2、vpn有什麼特點和缺點
答:優點:與傳統的廣域網相比,虛擬專用網能夠減少運營成本以及降低遠程用戶的連接成本。此外,虛擬專用網固定的通訊成本有助於企業更好地瞭解自己的運營開支。虛擬專用網還能夠提供低成本的全球網絡機會。
缺點:基於互聯網的虛擬專用網的可靠性和性能不再企業的直接控制之下。機構必須依靠提供虛擬專用網的互聯網服務提供商保持服務的啓動和運行。這個因素對於與互聯網服務提供商協商一個服務級協議,從而創建一個保證各種性能指標的協議,是非常重要的。
優點:虛擬專用網提供一個高水平的安全,使用高級的加密和身份識別協議防止數據被窺探,防止數據竊賊和其它非授權的用戶窺探數據。
缺點:企業創建和部署一個虛擬專用網並不是非常容易。這個技術需要對網路和安全問題有高水平的理解以及認真地規劃和配置。因此,選擇一個互聯網服務提供商處理更多的具體的運營問題是一個好主意。
優點:虛擬專用網能夠讓移動員工、遠程辦公人員、業務合作伙伴和其他人利用本地可用的、高速寬帶接入技術訪問公司的網絡,如dsl、線纜和wifi等技術。此外,高速寬帶連接爲連接遠程辦公室提供一個節省成本的方法。
缺點:虛擬專用網在與無線設備一起使用時會產生安全風險。接入點之間的漫遊特別容易出現問題。當用戶在接入點之間漫遊的時候,任何依靠高水平加密的解決方案都會被攻破。幸運的是有一些第三方解決方案能夠解決這個缺陷。
3、vpn有幾種類別?
答:按實用技術不同又分爲以下類別
ipsecvpn,mplsvpn等等

19,什麼是NAT?NAPT有哪些特點?NAT的優點和缺點有哪些?NAT的優點和缺點有哪些?

NAT:NAT是在內部專用網絡中使用內部地址(不可路由知),而當內部節點要與外界網絡發生聯繫時,就在邊緣路由器或者防火牆處,將內部地址替換成全局地址,即可路由的合法註冊地址,從而在外部公共網上正常使用,其具體的做法是把IP包內的地址域道用合法的IP地址來替換。

NAPT特點:  將內部連接映射到外部網絡中的一個版單獨的IP地址上,同時在該地址上加上一個由NAT設備選定的TCP端口號。

NAT的優點:   節省公有合法IP地址;處理地址交叉;增強靈活性權;安全性

NAT的缺點:     延遲增大;配置和維護的複雜性;不支持某些應用;

20,建議的IPv6協議沒有首部校驗和。這樣做的優、缺點是什麼?

對首部的處理更簡單。數據鏈路層已經將差錯幀丟棄了,因此網絡層可省去這一步驟。但是可能遇到數據鏈路層檢測不出來的差錯。

21,在 IPv4 首部中有一個 “協議” 字段,但在 IPv6 的固定首部中卻沒有。這是爲什麼?

在IP數據報傳送的路徑上的所有路由器都不需要這一字段的信息,只有目的主機才需要協議字段。在IPv6使用“下一個首部”字段完成IPv4中的“協議”字段的功能

22,當使用IPv6時,是否ARP協議需要改變?如果需要改變,那麼應當概念性的改變還是技術性的改變?

概念上面是沒有變化的,但是IPV6地址長度增大,所以相應的字段都需要增大!

23,IPv6只允許在源點進行分片,這樣做有什麼好處?

IPv6採用端到端分片法即只允許在源點進行分片。分片與重裝是非常耗時的操作。端到端分片將這一功能從路由器中刪除並移到網絡邊緣主機中其優點是可以減少路由開銷使得路由器可以在單位時間內處理更多的數據報。
當IPv6數據報的長度大於數據鏈路層的最大傳送單元MTU時,需對數據報進行分片,然而與IPv4不同的是,IPv6只允許在源點進行分片。中間路由器傳送太長數據報時,需採用隧道技術。

24,從IPV4過渡到IPV6的方法有哪些?

雙協議棧技術

隧道技術 

網絡地址轉換/協議轉換技術 

https://zhidao.baidu.com/question/425684936568553252.html

25,多協議標記交換mpls的工作原理是怎樣的?

https://zhidao.baidu.com/question/181291251860978444.html

 

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