计算机网络第七版课后习题-第四章网络层-习题中的简答题

1，网络层向上提供的服务有哪两种？试比较其优缺点。

网络层向运输层提供 “面向连接”虚电路（Virtual Circuit）服务或“无连接”数据报服务。

前者预约了双方通信所需的一切网络资源。优点是能提供服务质量的承诺。即所传送的分组不出错、丢失、重复和失序（不按序列到达终点），也保证分组传送的时限，缺点是路由器度复杂，网络成本高；

后者无网络资源障碍，尽力而为，优缺点与前者互易。

2，网络互连接有什么实际意义？进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决？

　　网络互连是指将不同的网络连接起来，以构成更大规模的网络系统，实现网络间的数据通信、资源共享和协同工作。网络互连可以改善网络的性能，主要体现在提高系统的可靠性、改进系统的性能、增加系统保密性、建网方便、增加地理覆盖范围等几方面。

3，作为中间设备，转发器，网桥，路由器，和网关有何区别？

转发器、网桥、路由器和网关的区别如下：

4，IP地址分为几类？各如何表示？IP地址的主要特点是什么？

IP地址分为A、B、C、D等四大类。每个IP地址有四个字节组成。IP地址的表示方法采用“点分十进制表示”。如果：第一字节=0-127是A类；第一字节=128-191是B类；第一字节=192-223是C类； 第一字节=224-239是D类。 任何一个A、B、C类的IP地址由网络号字段net-id和主机号字段host-id组成。

5，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？

5.1、长度的区别： 物理地址即硬件地址，由48bit构成；IP地址由32bit组成，是逻辑地址。

5.2、放置位置的区别： IP地址放IP数据报的首部，而硬件地址则放在MAC帧的首部。

5.3、使用的区别:       在网络层和网络层以上使用IP地址，数据链路层及以下使用硬件地址。

使用IP 地址与硬件地址，尽管连接在一起的网络的硬件地址体系各容不相同，但IP 层抽象的互连网却屏蔽了下层这些很复杂的细节，并使我们能够使用统一的、抽象的IP 地址进行通信。

6，IP地址方案与我国的电话号码体制的主要不同点是什么？

IP地址分为网络号和主机号，它不反映有关主机地理位置的信息。而电话号码反映有关电话的地理位置的信息，同一地域的电话号码相似度

7,IP数据报中的首部检验和并不检验数据报中的数据。这样做的最大好处，坏处分别是什么？

好处： 转发分组更快；缺点：数据部分出现差错时，不能及早发现。

8，当某个路由器发现一 IP 数据报的检验和有差错时，为什么采取丢弃的办法而不是要求源站重传此数据报？计算首部检验和为什么不采用 CRC 检验码？

无法保证数据内的源站地址正确，CRC检验码使用的是多项式除法，代价太高，没经过一个站点就要校验一次，计算量太大，增加传输时间。可以用二进制反码求和，即为先进行二进制数取反，然后求和，如果最高位进一,则保存到最低位即可。

9，什么是最大传送单元MTU？它和IP数据报的首部中的哪个字段有关系？

MTU，最大传输单元（Maximum Transmission Unit，MTU）是指一种通信来协议的某一层上面所能通过的最大数据报大小（以字节为单位）

IP层下面数据链里层所限定的帧格式中数据字段的最大长度，与IP数据报首部中的总长度字段有关系。

10，在互联网中将 IP 数据报分片传送的数据报在最后的目的主机进行组装。还可以有另外一种做法，即数据报片通过一个网络就进行一次组装。试比较这两种方法的优劣。

在目的主机组装更优，原因如下：(1)路由器处理数据更简单，从而延迟小，效率高(2)不完整的数据报组装起来不方便(3)分组后面还需要经过网络，给这些数据报会分成更小的片，会再次分开再组装，增加传输资源和时间。

11，（1）有人认为：“ARP 协议向网络层提供了转换地址的服务，因此 ARP 应当属于数据链路层。” 这种说法为什么是错误的？

（2）试解释为什么 ARP 高速缓存每存入一个项目就要设置 10 ~ 20 分钟的超时计时器。这个时间设置得太大或太小会出现什么问题？

（3）举出至少两种不需要发送 ARP 请求分组的情况（即不需要请求将某个目的 IP 地址解析为相应的硬件地址）。

 

（1）因为ARP本身是网络层的一部分，ARP协议为IP协议提供了转换地址的服务；数据链路层使用硬件地址而不使用IP地址，无需ARP协议数据链路层本身即可正常运行。因此ARP不再数据链路层。

（2）考虑到IP地址和mac地址均有可能是变化的（更换网卡或动态主机配置）；

10-20分钟跟换一块网卡是合理的，超时时间太短会使ARP请求和响应的通信量太频繁，没有必要占用系统过多的资源，而超时时间太长会使更换网卡后的主机迟迟无法与其他主机通信。

（3）在源主机的ARP高速缓存中已经有该目的IP地址的项目；源主机发的是广播分组；源主机和目的主机使用的是点对点链路；

 

 12，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数据报的发送过程总共使用几次ARP

（前提，理论上，当前主机路由器arp表中都没有下一跳路由器MAC）
共需6次，主机A先通过arp得到第一个路由器的MAC，之后每一个路由器转发前都通过ARP得到下一跳路由器的MAC，最后一条路由器将IP包发给B前仍要通过ARP得到B的MAC，共6次。

13，

试找出可产生以下数目的A类子网的子网掩码（采用连续掩码）。

（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这两类协议的主要区别是什么

IGP: 内部网关协议（Interior Gateway Protocol）
内部网关协议（IGP）是一种专用于一个自治网络系统（比如：某个当地社区范围内的一个自治网络系统）中网关间交换数据流转通道信息的协议。网知络IP协议或者其他的网络协议常常通过这些通道信息来决断怎样传送数据流。目前最常用的两种内部道网关协议分别是：路由信息协议（RIP）和最短路径优先路由协议（OSPF）。

EGP：外部网关协议（Exterior Gateway Protocol）
外部网关协议（EGP）是一种在自治系统的相邻两个网关主机间交换路由信息的协议。 EGP 通常用于在因特网主机间交换路由表信息。它是一个轮询协议，利用 Hello 和 I-Heard-You 消息的转换，能让每个网关控制和接收网络可达性信息的速率，允内许每个系统控制它自己的开销，同时发出命令请求更新响应容。路由表包含一组已知路由器及这些路由器的可达地址以及路径开销，从而可以选择最佳路由。每个路由器每间隔 120 秒或 480 秒会访问其邻居一次，邻居通过发送完整的路由表以示响应。

15，试简述RIP,OSPF和BGP路由选择协议的主要特点

rip协议是距离矢量路由选择协议，它选择路由的度量标准（metric)是跳数，最大跳数是15跳，如果大于15跳，它就会丢弃数据包。

ospf协议是链路状态路由选择协议，它选择路由的度量标准是带宽，延迟。

bgp是边界网关路由先择协议，它主要完成俩个自治域系统之间的路由选择。

16，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？

BGP做为自治系统间的路由协议，需要携带大量的路由信息，远远超出了IGP携带路由的数量。

因此，BGP需要采用一种可靠的协议来承载。所以BGP选择了TCP协议做为其承载协议，而不是UDP/IP。

这样做的好处是利用了TCP是一种面向连接的协议，自身能够保证数据传输的可靠，通过重传等机制保证路由协度议报文在IP网传版输的可靠性，因此BGP协议本身就可以省去这方面的设计工作，简化了协议的设计。

而RIP、OSPF由于使用的是非面向连接的协议（UDP/IP)，UDP/IP协议本身无法保证路由协议报文的可靠传输，因此RIP、OSPF就必须通过自身的协议实现来保证路由协议报文在网络中的可靠传输。

为了做到这一点，RIP采用了定期更新的办法，每隔一段时间就重传路由；

OSPF的方向先进一些，通过主从协商的过程来做路由更新报文的隐式权确认。

17，IGMP 协议的要点是什么？隧道技术在多播中是怎样使用的？

(1) IGMP协议要点:

IGMP是用来进行多播，采用多播协议可以明显减轻网络中各种资源的消耗，IP多播实际上是硬件多播的一种抽象；

IGMP有两种分组，询问分组和查询分组，IGMP使用IP数据报传递其报文，也向IP提供服务；

IGMP属于整个网际协议的一个组成部分

(2)隧道技术的实现:

当多播数据报在传输过程中遇到不运行多播路由器的网络时，路由器对多播数据报进行再次封装，加一个普通数据报的首部，封装成为一个单播数据报，通过隧道之后再由路由器剥去其首部，恢复成为多播数据报。

18，什么是？有什么特点和优缺点？有几种类别？

1、什么是？
答：的英文全称是“virtualprivatenetwork”顾名思义，虚拟专用网络可以把它理解成是虚拟出来的企业内部专线。
2、有什么特点和缺点
答：优点：与传统的广域网相比，虚拟专用网能够减少运营成本以及降低远程用户的连接成本。此外，虚拟专用网固定的通讯成本有助于企业更好地了解自己的运营开支。虚拟专用网还能够提供低成本的全球网络机会。
缺点：基于互联网的虚拟专用网的可靠性和性能不再企业的直接控制之下。机构必须依靠提供虚拟专用网的互联网服务提供商保持服务的启动和运行。这个因素对于与互联网服务提供商协商一个服务级协议，从而创建一个保证各种性能指标的协议，是非常重要的。
优点：虚拟专用网提供一个高水平的安全，使用高级的加密和身份识别协议防止数据被窥探，防止数据窃贼和其它非授权的用户窥探数据。
缺点：企业创建和部署一个虚拟专用网并不是非常容易。这个技术需要对网路和安全问题有高水平的理解以及认真地规划和配置。因此，选择一个互联网服务提供商处理更多的具体的运营问题是一个好主意。
优点：虚拟专用网能够让移动员工、远程办公人员、业务合作伙伴和其他人利用本地可用的、高速宽带接入技术访问公司的网络，如dsl、线缆和wifi等技术。此外，高速宽带连接为连接远程办公室提供一个节省成本的方法。
缺点：虚拟专用网在与无线设备一起使用时会产生安全风险。接入点之间的漫游特别容易出现问题。当用户在接入点之间漫游的时候，任何依靠高水平加密的解决方案都会被攻破。幸运的是有一些第三方解决方案能够解决这个缺陷。
3、有几种类别?
答：按实用技术不同又分为以下类别
ipsec,mpls等等

19，什么是NAT?NAPT有哪些特点?NAT的优点和缺点有哪些?NAT的优点和缺点有哪些?

NAT：NAT是在内部专用网络中使用内部地址(不可路由知)，而当内部节点要与外界网络发生联系时，就在边缘路由器或者防火墙处，将内部地址替换成全局地址，即可路由的合法注册地址，从而在外部公共网上正常使用，其具体的做法是把IP包内的地址域道用合法的IP地址来替换。

NAPT特点：  将内部连接映射到外部网络中的一个版单独的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。

NAT的优点:   节省公有合法IP地址；处理地址交叉；增强灵活性权；安全性

NAT的缺点:     延迟增大；配置和维护的复杂性；不支持某些应用；

20，建议的IPv6协议没有首部校验和。这样做的优、缺点是什么？

对首部的处理更简单。数据链路层已经将差错帧丢弃了，因此网络层可省去这一步骤。但是可能遇到数据链路层检测不出来的差错。

21，在 IPv4 首部中有一个 “协议” 字段，但在 IPv6 的固定首部中却没有。这是为什么？

在IP数据报传送的路径上的所有路由器都不需要这一字段的信息，只有目的主机才需要协议字段。在IPv6使用“下一个首部”字段完成IPv4中的“协议”字段的功能。

22，当使用IPv6时，是否ARP协议需要改变？如果需要改变，那么应当概念性的改变还是技术性的改变？

概念上面是没有变化的，但是IPV6地址长度增大，所以相应的字段都需要增大！

23，IPv6只允许在源点进行分片，这样做有什么好处？

IPv6采用端到端分片法即只允许在源点进行分片。分片与重装是非常耗时的操作。端到端分片将这一功能从路由器中删除并移到网络边缘主机中其优点是可以减少路由开销使得路由器可以在单位时间内处理更多的数据报。
当IPv6数据报的长度大于数据链路层的最大传送单元MTU时，需对数据报进行分片，然而与IPv4不同的是，IPv6只允许在源点进行分片。中间路由器传送太长数据报时，需采用隧道技术。

24，从IPV4过渡到IPV6的方法有哪些？

双协议栈技术

隧道技术 

网络地址转换/协议转换技术 

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

25，多协议标记交换mpls的工作原理是怎样的？

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