计算机网络(第三版)第5章 习题答案

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2024年6月17日发(作者：)

1． 广义的网络互连可以在那几个层次上实现？分别需要用到哪些网络互连设备？

答：广义的网络互连包括：物理层的互连、数据链路层互连、网络层互连、高层互连。

1）物理层的互连是在不同的电缆段之间复制位信号。物理层的连接设备主要是中继器。

2） 数据链路层互连是在网络之间存储转发数据帧。互连的主要设备是网桥。

3）网络层互连是在不同的网络之间存储转发分组。互连的主要设备是路由器。

4）传输层及以上各层的互连属于高层互连。实现高层互连的设备是网关。

2．为什么说因特网可以在不可靠的网络层上实现可靠的传输服务？

答：因为因特网的网络层使用数据报通信，没有应答，重传等保证机制，所以提供的是

一种不可靠的网络服务；因特网的可靠传输服务主要由TCP协议来完成，TCP协议不仅保证

可靠传输，还提供流量控制和拥塞控制等服务，这样TCP与IP协议的结合就可以完成可靠

的网络传输服务。

3．有人说，既然局域网接入因特网需要使用路由器，而路由器已经能完成本地网络与因特

网之间的连接问题，何必还要使用NAT或PAT？请你对这个疑问做出合理的解答。

答：（略）

4．因特网中存在三种地址和两种地址转换机制，这两种机制的特点和区别是什么？这三种

地址存在的意义何在？

答：因特网上普遍存在的三种地址分别是主机域名，IP地址和局域网卡上的MAC地址，

两种地址转换机制分别是DNS（用于完成主机域名到IP地址的转换，是一个全球性的分布

式应用）和ARP（完成局域网内主机IP到MAC地址的转换，是一种局部性的应用）。

存在的意义是主机域名可以帮助人们记忆网络主机地址，因为它是用英文拼写，IP地址

则是完成TCP/IP网络通信所必须，是用IP地址可以唯一性的确定通信所需的网络主机或路

由器，所有域名也必须转换成IP地址之后才能用于网络通信。MAC地址是网卡的物理地址，

它由48位二进制数表示。MAC地址是网卡的物理地址。每块网卡都有一个唯一的MAC地

址。虽然此地址没法改变，但是可以通过软件的方法欺骗系统。

IP地址和MAC地址的存在，为网络的分层进化提供了基础，物理网络（使用的MAC地

址）的进化和发展，不会影响到因特网全局地址（IP地址）的变化。而主机IP的变化，由

于域名映射可以变更，也不会影响人们的使用。

5． 请分别计算MAC地址、IP v4和IP v6的地址空间？

答：相应的地址空间与地址长度有关，MAC地址为48位，IPv4为32位，IPv6为128位，

因此它们的地址空间大小分别为2

48

、2

32

和2

128

。

6． 为什么ARP查询要封装在广播帧中？为什么ARP的应答帧中需要包含特定的MAC地

址？

答：ARP模块运行在每个局域网主机的网卡上，并在摸个共享介质的因特网子网的范围

内工作，在该子网内，所有主机的IP地址的网络号，由于工作范围局限于摸个局域网内，

所以所有的ARP查询只在局域网内运行，不需要形成IP数据报，所以，ARP查询时封装在

链路层运作的。由于ARP的功能在于将特定的IP地址转换成MAC 地址，所以先决条件是

已知IP 地址，然后求MAC 地址，因此在查询的MAC 帧中一定包含IP 地址，并以广播的

形式在局域网上传播，而应答帧则必须包含于该IP 相关的MAC地址。

7． 因特网的网络层服务是怎样的？

答：因特网所提供的网络层服务是端对端（end to end ）的不可靠数据报服务。

8． 因特网可以提供那些传输层服务，因特网应用层协议对这些服务是如何选择的？

答：因特网上进程到进程的数据交换是通过TCP/UDP这样的传输层协议完成的，因特网

应用层协议对这些服务进行选择的基本要素有三个：数据丢失，带宽要求以及实时性，根据

不同的而应用考虑选择。

9． 为什么大部分DNS应用都选用UDP作为传输层协议。

答：DNS不涉及具体数据的传输，不存在数据丢失的问题，如果DNS数据在传输过程中

丢失，可以设置超时重发。其应用数据量并不大，但是应用频度很高，对带宽的要求不高。

DNS对实时性有一定的要求，因为DNS服务效率的低下会直接影响到网络的服务效率。因

此对大部分DNS应用都选用UDP作为传输层协议。

10．TCP为什么要采用“三次握手”的方式进行联接的建立和断开？

答：TCP连接要采用“握手”的方式进行相互之间的通信参数的设置和交换。第三次握

手的意义在于连接建立成功，通信真正开始，而第三次握手往往伴随正式数据发送而行。至

于为何使用三次握手，原因在于两次握手握不上——没有对被动打开一方的确认，四个报文

有点多余，三个正好。

11． 在因特网协议中，各层的PDU分别是什么？

答：如下

 应用层： 报文

 传输层： 段

 网络层： 报文分组，数据报

 链路层： 帧

 物理层： 比特

12．TCP的面向连接的特点与虚电路面向连接的特点有什么区别？

答：TCP的面向连接的特点表现在：连接的状态存在于网络边缘的主机中，网络中的路

由器并不保留传输中的连接状态，因此可以保证高度的灵活性和网络的健壮性，但不能保证

传输带宽和实时性。某个路由器的失效不会影响到已经建立的连接。

虚电路面向连接特点表现在：连接的状态存在于网络中数据经过的所有节点上（包括路

由器），因此可以保证传输带宽和通信的实时性。但是某个路由器的失效会影响到已经建立

的连接，只有重新建立新的虚电路连接后才能继续进行通信。

13． IP v4都有哪些地址分类？CIDR是怎么回事？子网掩码有什么用处？

答：IP地址共有五类。通常A类、B类地址用于大型网络，C类地址用于局域网中。D

类地址用于组播业务，E类地址作为保留。A类～C类地址根据网络规模来选用，一般来说，

每台主机只分配一个IP地址，而连接不同网络的路由器上的每个接口，要分别拥有一个它

所在网络的IP地址。子网掩码用于判断两台机器是否在同一个子网中，子网掩码同IP地址

一样是一个32比特的二进制数，只是其主机标识部分全为“0”，其网络标识部分全为“1”。

使用CIDR进行IP地址分配可以减少资源浪费，网络地址不再受A、B、C类的限制，IP

地址的子网掩码也不必受8位、16位或24位的限制，所以其子网掩码格式被改为：d/x，

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