【正文】 10Gbit/s 時，需要解決哪些技術問題？在幀的長度方面需要有什么改變？為什么？傳輸媒體應當有什么改變？答：以太網(wǎng)升級時，由于數(shù)據(jù)傳輸率提高了，幀的發(fā)送時間會按比例縮短，這樣會影響沖突的檢測。所以需要減小最大電纜長度或增大幀的最小長度，使參數(shù)a 保持為較小的值，才能有效地檢測沖突。在幀的長度方面， 標準規(guī)定的以太網(wǎng)最小最大幀長，使不同速率的以太網(wǎng)之間可方便地通信。100bit/s 的以太網(wǎng)采用保持最短幀長（64byte）不變的方法，而將一個網(wǎng)段的最大電纜長度減小到100m。1Gbit/s 以太網(wǎng)采用保持網(wǎng)段的最大長度為100m 的方法，用“載波延伸”和“分組突法”的辦法使最短幀仍為64 字節(jié)，同時將爭用字節(jié)增大為512 字節(jié)。傳輸媒體方面，10Mbit/s 以太網(wǎng)支持同軸電纜、雙絞線和光纖，而100Mbit/s 和1Gbit/s 以太網(wǎng)支持雙絞線和光纖，10Gbit/s 以太網(wǎng)只支持光纖。330 以太網(wǎng)交換機有何特點？它與集線器有何區(qū)別？答：以太網(wǎng)交換機實質上是一個多端口網(wǎng)橋。工作在數(shù)據(jù)鏈路層。以太網(wǎng)交換機的每個端口都直接與一個單個主機或另一個集線器相連，并且一般工作在全雙工方式。交換機能同時連通許多對的端口，使每一對相互通信的主機都能像獨占通信媒體一樣，進行無碰撞地傳輸數(shù)據(jù)。通信完成后就斷開連接。區(qū)別：以太網(wǎng)交換機工作數(shù)據(jù)鏈路層，集線器工作在物理層。集線器只對端口上進來的比特流進行復制轉發(fā)，不能支持多端口的并發(fā)連接。331 網(wǎng)橋的工作原理和特點是什么？網(wǎng)橋與轉發(fā)器以及以太網(wǎng)交換機有何異同？答：網(wǎng)橋的每個端口與一個網(wǎng)段相連，網(wǎng)橋從端口接收網(wǎng)段上傳送的各種幀。每當收到一個幀時，就先暫存在其緩沖中。若此幀未出現(xiàn)差錯，且欲發(fā)往的目的站MAC 地址屬于另一網(wǎng)段，則通過查找站表，將收到的幀送往對應的端口轉發(fā)出去。若該幀出現(xiàn)差錯，則丟棄此幀。網(wǎng)橋過濾了通信量，擴大了物理范圍，提高了可靠性，可互連不同物理層、不同MAC 子層和不同速率的局域網(wǎng)。但同時也增加了時延，對用戶太多和通信量太大的局域網(wǎng)不適合。網(wǎng)橋與轉發(fā)器不同，（1）網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，而轉發(fā)器工作在物理層；（2）網(wǎng)橋不像轉發(fā)器轉發(fā)所有的幀，而是只轉發(fā)未出現(xiàn)差錯，且目的站屬于另一網(wǎng)絡的幀或廣播幀；（3）轉發(fā)器轉發(fā)一幀時不用檢測傳輸媒體，而網(wǎng)橋在轉發(fā)一幀前必須執(zhí)行CSMA/CD 算法；（4）網(wǎng)橋和轉發(fā)器都有擴展局域網(wǎng)的作用，但網(wǎng)橋還能提高局域網(wǎng)的效率并連接不同MAC 子層和不同速率局域網(wǎng)的作用。以太網(wǎng)交換機通常有十幾個端口，而網(wǎng)橋一般只有24 個端口；它們都工作在數(shù)據(jù)鏈路層；網(wǎng)橋的端口一般連接到局域網(wǎng)，而以太網(wǎng)的每個接口都直接與主機相連，交換機允許多對計算機間能同時通信，而網(wǎng)橋允許每個網(wǎng)段上的計算機同時通信。所以實質上以太網(wǎng)交換機是一個多端口的網(wǎng)橋，連到交換機上的每臺計算機就像連到網(wǎng)橋的一個局域網(wǎng)段上。網(wǎng)橋采用存儲轉發(fā)方式進行轉發(fā)，而以太網(wǎng)交換機還可采用直通方式轉發(fā)。以太網(wǎng)交換機采用了專用的交換機構芯片，轉發(fā)速度比網(wǎng)橋快。332 現(xiàn)有五個站分別連接在三個局域網(wǎng)上，并且用兩個透明網(wǎng)橋連接起來，如下圖所示。每一個網(wǎng)橋的兩個端口號都標明在圖上。在一開始，兩個網(wǎng)橋中的轉發(fā)表都是空的。以后有以下各站向其他的站發(fā)送了數(shù)據(jù)幀，即H1 發(fā)送給H5，H3 發(fā)送給H2，H4 發(fā)送給H3，H2發(fā)送給H1。試將有關數(shù)據(jù)填寫在下表中M A C 1 M A C 2 M A C 3 M A C 4 M A C 5H1 H2H3H4 H5B1 B21 2 1 2答：333 網(wǎng)橋中的轉發(fā)是用自學習算法建立的。如果有的站點總是不發(fā)送數(shù)據(jù)而僅僅接收數(shù)據(jù)，那么在轉發(fā)表中是否就沒有與這樣的站點相對應的項目？如果要向這個站點發(fā)送數(shù)據(jù)幀，那么網(wǎng)橋能夠把數(shù)據(jù)幀正確轉發(fā)到目的地址嗎？答：如果站點僅僅接受數(shù)據(jù)那么在轉發(fā)表中就沒有這樣的項目。網(wǎng)橋能把數(shù)據(jù)幀正確的發(fā)送到目的地址。如果不知道目的地地址的位置，源機器就發(fā)布一廣播幀，詢問它在哪里。每個網(wǎng)橋都轉發(fā)該查找?guī)?discovery frame)，這樣該幀就可到達互聯(lián)網(wǎng)中的每一個LAN。當答復回來時，途經(jīng)的網(wǎng)橋將它們自己的標識記錄在答復幀中，于是，廣播幀的發(fā)送者就可以得到確切的路由，并可從中選取最佳路由。發(fā)送的幀網(wǎng)橋1 的轉發(fā)表網(wǎng)橋2 的轉發(fā)表網(wǎng)橋1 的處理（轉發(fā)？丟棄？登記？）網(wǎng)橋2 的處理（轉發(fā)？ 丟站地址端口站地址端口棄？登記？）H1??H5 MAC1 1 MAC1 1轉發(fā)，寫入轉發(fā)表轉發(fā)，寫入轉發(fā)表H3??H2 MAC3 2 MAC3 1轉發(fā)，寫入轉發(fā)表轉發(fā)，寫入轉發(fā)表H4??H3 MAC4 2 MAC4 2寫入轉發(fā)表，丟棄不轉發(fā)轉發(fā)，寫入轉發(fā)表H2??H1 MAC2 1寫入轉發(fā)表，丟棄不轉發(fā)接收不到這個幀第4 章網(wǎng)絡層401 網(wǎng)絡層向上提供的服務有哪兩種？試比較其優(yōu)缺點。答案：虛電路服務和數(shù)據(jù)報服務。虛電路的優(yōu)點：虛電路服務是面向連接的，網(wǎng)絡能夠保證分組總是按照發(fā)送順序到達目的站，且不丟失、不重復，提供可靠的端到端數(shù)據(jù)傳輸；目的站地址僅在連接建立階段使用，每個分組使用短的虛電路號，使分組的控制信息部分的比特數(shù)減少，減少了額外開銷；端到端的差錯處理和流量控制可以由分組交換網(wǎng)負責，也可以由用戶機負責。虛電路服務適用于通信信息量大、速率要求高、傳輸可靠性要求高的場合。虛電路的缺點：虛電路服務必須建立連接；屬于同一條虛電路的分組總是按照同一路由進行轉發(fā)；當結點發(fā)生故障時，所有通過出故障的結點的虛電路均不能工作。數(shù)據(jù)報的優(yōu)點：數(shù)據(jù)報服務不需要建立連接；每個分組獨立選擇路由進行轉發(fā)，當某個結點發(fā)生故障時，后續(xù)的分組可以另選路由，因而提高了通信的可靠性。數(shù)據(jù)報服務的靈活性好，適用于傳輸可靠性要求不高、通信子網(wǎng)負載不均衡、需要選擇最佳路徑的場合。數(shù)據(jù)報的缺點：數(shù)據(jù)報服務是面向無連接的，到達目的站時不一定按發(fā)送順序，傳輸中的分組可能丟失和重復，提供面向無連接的、不可靠的數(shù)據(jù)傳輸；每個分組都要有目的站的全地址；當網(wǎng)絡發(fā)生故障是，出故障的結點可能會丟失數(shù)據(jù)，一些路由可能會發(fā)生變化；端到端的差錯處理和流量控制只由主機負責。402 網(wǎng)絡互連有何實際意義？進行網(wǎng)絡互連時，有哪些共同的問題需要解決？答案：網(wǎng)絡互連暗含了相互連接的計算機進行通信，也就是說從功能上和邏輯上看，這些相互連接的計算機網(wǎng)絡組成了一個大型的計算機網(wǎng)絡。網(wǎng)絡互連可以使處于不同地理位置的計算機進行通信，方便了信息交流，促成了當今的信息世界。存在問題有：不同的尋址方案；不同的最大分組長度；不同的網(wǎng)絡介入機制；不同的超時控制；不同的差錯恢復方法；不同的狀態(tài)報告方法；不同的路由選擇技術；不同的用戶接入控制；不同的服務（面向連接服務和無連接服務）；不同的管理與控制方式；等等。注：網(wǎng)絡互連使不同結構的網(wǎng)絡、不同類型的機器之間互相連通，實現(xiàn)更大范圍和更廣泛意義上的資源共享。403 作為中間系統(tǒng)，轉發(fā)器、網(wǎng)橋、路由器和網(wǎng)關都有何區(qū)別？答案：1）轉發(fā)器、網(wǎng)橋、路由器、和網(wǎng)關所在的層次不同。轉發(fā)器是物理層的中繼系統(tǒng)。網(wǎng)橋是數(shù)據(jù)鏈路層的中繼系統(tǒng)。路由器是網(wǎng)絡層的中繼系統(tǒng)。在網(wǎng)絡層以上的中繼系統(tǒng)為網(wǎng)關。2）當中繼系統(tǒng)是轉發(fā)器或網(wǎng)橋時，一般并不稱之為網(wǎng)絡互連，因為仍然是一個網(wǎng)絡。路由器其實是一臺專用計算機，用來在互連網(wǎng)中進行路由選擇。一般討論的互連網(wǎng)都是指用路由器進行互連的互連網(wǎng)絡。404 試簡單說明IP、ARP、RARP 和ICMP 協(xié)議的作用。答：IP:網(wǎng)際協(xié)議，它是TCP/IP 體系中兩個最重要的協(xié)議之一，IP 使互連起來的許多計算機網(wǎng)絡能夠進行通信。無連接的數(shù)據(jù)報傳輸. 數(shù)據(jù)報路由。ARP（地址解析協(xié)議），實現(xiàn)地址轉換：將IP 地址轉換成物理地址。RARP（逆向地址解析協(xié)議）， 將物理地址轉換成IP 地址。ICMP:Internet 控制消息協(xié)議，進行差錯控制和傳輸控制，減少分組的丟失。注：ICMP 協(xié)議幫助主機完成某些網(wǎng)絡參數(shù)測試，允許主機或路由器報告差錯和提供有關異常情況報告，但它沒有辦法減少分組丟失，這是高層協(xié)議應該完成的事情。IP 協(xié)議只是盡最大可能交付，至于交付是否成功，它自己無法控制。405 IP 地址分為幾類？各如何表示？ IP 地址的主要特點是什么？答案：目前的IP 地址（IPv4：IP 第四版本）由32 個二進制位表示，每8 位二進制數(shù)為一個整數(shù)，中間由小數(shù)點間隔，整個IP 地址空間有4 組8 位二進制數(shù)，表示主機所在網(wǎng)絡的地址（類似部隊的編號）以及主機在該網(wǎng)絡中的標識（如同士兵在該部隊的編號）共同組成。為了便于尋址和層次化的構造網(wǎng)絡，IP 地址被分為A、B、C、D、E 五類，商業(yè)應用中只用到A、B、C 三類。A 類地址：A 類地址的網(wǎng)絡標識由第一組8 位二進制數(shù)表示，網(wǎng)絡中的主機標識占3 組8位二進制數(shù)，A 類地址的特點是網(wǎng)絡標識的第一位二進制數(shù)取值必須為“0”。不難算出，A類地址允許有126 個網(wǎng)段，每個網(wǎng)絡大約允許有1 670 萬臺主機，通常分配給擁有大量主機的網(wǎng)絡（如主干網(wǎng)）。B 類地址：B 類地址的網(wǎng)絡標識由前兩組8 位二進制數(shù)表示，網(wǎng)絡中的主機標識占兩組8位二進制數(shù)，B 類地址的特點是網(wǎng)絡標識的前兩位二進制數(shù)取值必須為“10”。B 類地址允許有16 384 個網(wǎng)段，每個網(wǎng)絡允許有65 533 臺主機，適用于結點比較多的網(wǎng)絡（如區(qū)域網(wǎng)）。C 類地址：C 類地址的網(wǎng)絡標識由前3 組8 位二進制數(shù)表示，網(wǎng)絡中的主機標識占1 組8位二進制數(shù)，C 類地址的特點是網(wǎng)絡標識的前3 位二進制數(shù)取值必須為“110”。具有C 類地址的網(wǎng)絡允許有254 臺主機，使用于結點比較少的網(wǎng)絡（如校園網(wǎng)）。為了便于記憶，通常習慣采用4 個十進制數(shù)來表示一個IP 地址，十進制數(shù)之間采用句點“.”予以分隔。這種IP 地址的表示方法也被陳偉點分十進制法。如以這種方式表示，A類網(wǎng)絡的IP ；B 類網(wǎng)絡的IP 地址范圍為：；C 類網(wǎng)絡的IP 地址范圍為：.IP 地址共分5 類，分類情況如題405 解圖所示：題405 解圖IP 地址是32 位地址，其中分為netid（網(wǎng)絡號），和hostid（主機號）。特點如下： 地址不能反映任何有關主機位置的物理信息；，該主機就必須有多個IP 地址；；（netid）的網(wǎng)絡都是平等的； 地址可用來指明一個網(wǎng)絡的地址。406 試根據(jù)IP 地址的規(guī)定，計算出表42 中的數(shù)據(jù)。表42 IP 地址的指派范圍答案：1）A 類網(wǎng)中，網(wǎng)絡號占七個bit, 則允許用的網(wǎng)絡數(shù)為2 的7 次方，為128，但是要除去0 和127 的情況，所以能用的最大網(wǎng)絡數(shù)是126，第一個網(wǎng)絡號是1，最后一個網(wǎng)絡號是126。主機號占24 個bit, 則允許用的最大主機數(shù)為2 的24 次方，為16777216，但是也要除去全0 和全1 的情況，所以能用的最大主機數(shù)是16777214。2） B 類網(wǎng)中，網(wǎng)絡號占14 個bit，則能用的最大網(wǎng)絡數(shù)為2 的14 次方，為16384，因為127 要用作本地軟件回送測試，所以從128 開始，其點后的還可以容納2 的8 次方為256，所以以128 ~~，共256 個，以此類推，第16384 個網(wǎng)絡號的計算方法是： 16384/256=64128+64=192，則可推算出為。主機號占16 個bit, 則允許用的最大主機數(shù)為2 的16 次方，為65536，但是也要除去全0 和全1 的情況，所以能用的最大主機數(shù)是65534。3）C 類網(wǎng)中，網(wǎng)絡號占21 個bit, 則能用的網(wǎng)絡數(shù)為2 的21 次方，為2097152，第 ， 各個點后的數(shù)占一個字節(jié)，所以以192 為開始的網(wǎng)絡號為~~，共256256=65536，以此類推，第2097152 個網(wǎng)絡號的計算方法是：2097152/65536=32192+32=224。主機號占8 個bit, 則允許用的最大主機數(shù)為2 的8 次方，為256，但是也要除去全0 和全1 的情況，所以能用的最大主機數(shù)是254。407 試說明IP 地址與硬件地址的區(qū)別。為什么要使用這兩種不同的地址？答案：如圖所示，IP 地址在IP 數(shù)據(jù)報的首部，而硬件地址則放在MAC 幀的首部。在網(wǎng)絡層以上使用的是IP 地址，而鏈路層及以下使用的是硬件地址。題407 圖解在IP 層抽象的互連網(wǎng)上，我們看到的只是IP 數(shù)據(jù)報，路由器根據(jù)目的站的IP 地址網(wǎng)絡類型最大可指派的網(wǎng)絡數(shù)第一個可指派的網(wǎng)絡號最后一個可指派的網(wǎng)絡號每個網(wǎng)絡中的最大主機數(shù)A 126（272） 1 126 16777214Ｂ 16383（2141） 65534Ｃ 2097151（2211） 254 進行選路。在具體的物理網(wǎng)絡的鏈路層，我們看到的只是MAC 幀，IP 數(shù)據(jù)報被封裝在MAC幀里面。MAC 幀在不同的網(wǎng)絡上傳送時，其MAC 幀的首部是不同的。這種變化，在上面的IP層上是看不到的。每個路由器都有IP 地址和硬件地址。使用IP 地址與硬件地址，盡管連接在一起的網(wǎng)絡的硬件地址體系各不相同，但IP 層抽象的互連網(wǎng)卻屏蔽了下層這些很復雜的細節(jié)，并使我們能夠使用統(tǒng)一的、抽象的IP 地址進行通信。408 IP 地址方案與我國的電話號碼體制的主要不同點是什么？答案：IP 地址分為網(wǎng)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。注：我國電話號碼體制是按照行政區(qū)域劃分的層次結構，同一地域的電話號碼有相同的若干位前綴。號碼相近的若干話機，其地理位置應該相距較近。IP 地址沒有此屬性，其網(wǎng)絡號和主機地理位置沒有關系。409（1） 代表什么意思？（2），問該網(wǎng)絡能夠連接多少個主機？（3）一A 類網(wǎng)絡和一B 類網(wǎng)絡的子網(wǎng)號subnetid 分別為16 個1 和8 個1，問這兩個網(wǎng)絡的子網(wǎng)