计算机网络第七版谢希仁课后第四章答案

⑴ 2019年同等学力申硕计算机综合试题解析--计算机网络

本文解析的原文出处都是《计算机网络第七版谢希仁》

一、填空题

1.  以太网的争用期是指（以太网的端到端往返时间2 ），以太网发送数据使用（曼切斯特）编码

解析： 第一空出处教材P88，第七段第三句： “因此以太网的端到端往返时间2 称为争用期”

第二空原话出处教材p86，第二段第一句：“ 以太网发送的数据都使用曼切斯特编码 的信号”

2.  一个广域网传输比特率是4Kbps，传播时延为20ms，若采用停-等协议效率是50%，帧长至少为（160）位

解析： 停止等待协议概念出处P213,

传播时延为20ms，则往返时延rtt为40ms，效率即为信道利用率，设分组时延为T， , 忽略不计，把已知数据代入公式求出

帧长度为 （式子中有单位转换），因此帧长度最少为160位。

3.  一个网段的网络号为130.10.3.0/21，子网掩码可以写为（255.255.248.0）

解析：用位与的方法即可求出。

4.  TCP协议中发送窗口的大小应该由（拥塞）窗口和（接收）窗口中较小的一个决定

二、 选择题

1. 数据链链路层采用后退N帧协议，若发送窗口大小是16，那至少需要（C）位序号才能保证不出错

A. 7 

B.6  

C.5 

D.4

解析： 发窗口的大小  ,n代表序号位数，n位序号要减去0的组合，最大窗口只有n个1表示为 ，因此该题选C

2. 一台主机的IP地址为152.68.70.3，子网掩码为255.255.224.0，必须路由器才能与该主机通信的是（A）

A.152.68.62.23

B.152.68.67.15

C.152.68.85.220

D.152.68.90.30

解析： 根据子网掩码可知网络号是19位，主机IP为152.68.70.3，与子网掩码按位求与，其网络号为152.68.64.0,把子网掩码与选项中ip按位求与得到，A的网络号为152.68.32.0，其他选项的网络号为152.68.64.0，因此A与题干中ip不在一个网络，因此要路由器通信。

3.  对分片后的数据进行重组的是（B）

A.中间主机

B. 目的主机

C. 核心路由器

D.下一跳路由器

解析： IP协议规定，只有最终的目的主机才可以对分片数据报进行重组，这样做有两个好处：首先，在目的主机上进行重组减少了路由器的计算量，当转发一个IP数据报时，路由器不需要知道它是不是个分片；其次，路由器可以为每个分片独立选择路由，每个分片到达目的地所经过的路径可以不同。

4.  CIDR地址块192.168.10.0/20所包含的IP地址范围是（D）

A．192.168.10.0-192.168.12.255

B．192.168.10.0-192.168.13.255

C．192.168.10.0-192.168.14.255

D．192.168.10.0-192.168.15.255

解析： 根据题干192.168.10.0/20可以得到

子网掩码是 ，

IP地址的二进制表示为：

因此原题干IP范围为

192.168.10.0-192.168.15.255

5. 一个由25台计算机组成的通信网络，网络中任意两台计算机之间的往返时延为20ms，他们之间采用UDP协议进行请求和响应，如果40ms内未收到响应，该计算机立即重传请求，但很快网络发生崩溃，解决办法是（D）

A．增加超时计时器时间

B．增加路由中队列长度

C．在接收方使用滑动窗口机制防止缓冲区溢出

D．超时后重传请求时，使用二进制指数退避算法

解析： P88，二进制指数退避算法用来确定碰撞后重传时机，这种算法让发生碰撞的站在停止发送数据后，不是等待信道变为空闲后就立即再发送数据，而是推迟一个随机的时间。

三、名词解释

1.BGP协议

解析： (P164第三段和第四段）

BGP边界网关协议，是不同AS的路由器之间交换路由信息的协议。BGP力求寻找一条能够到达目的网络且比较好的路由，而并非要寻找一条最佳路由。BGP采用路径向量路由选择协议。

2.DHCP协议

解析： (P295-P296）

动态主机配置协议DHCP提供了一种机制，即插即用连网，这种机制允许一台计算机加入新的网络和获取IP地址而不用手工参与。DHCP对于运行客户软件和服务软件器软件都适用。DHCP使用客户服务器方式。DHCP服务器分配给DHCP客户的IP是临时的，因此DHCP客户只能在一段有限时间内使用这个分配到的IP地址。

四、计算

1. 一台路由器收到一个1500字节的IPv4分组，IP头部为20字节，如果需要将该分组转发到一个MTU为500字节的链路上，

1)该IP分组共分成几个分片，长度分别为多少字节

2)最后一个分片的片偏移是多少字节

解析：

（1）IP头部20个字节，而转发mtu500字节，因此数据量只有480字节。1500个字节分成4组，前三组都是480+20 = 500字节，其中数据长度为480字节，共用了1440个字节，原来的数据量为1500-20=1480，因此第四组长度为 1480-1440 +20= 60字节，其中数据长度为40字节。

（2）最后一个分片的片偏移了三个分组，mtu大小为500字节，ip占20个字节，每片大小最大为480，片偏移必须为8字节的整数倍。

第一个片偏移是：0/8 = 0，第二个片偏移是：480/8=60；

第三个片偏移是：480*2/8=960/8=120， 第四个片偏移是：480*3/8=1440/8=180, 因此得到答案180。

2. 一个TCP连接使用256Kbps链路，其端到端的传输时延为128ms，实际吞吐量是128Kbps，若忽略数据封装开销及接收方响应分组的发送时间，发送窗口大小是多少字节

解析： 实际吞吐量为128Kbps，使用的是256Kbps的链路，则说明信道利用率只有50%

ms，发送窗口大小即发送分组长度的大小，根据信道利用率公式： ， 其中 忽略不计，rtt代入公式求出分组时间T=256ms，

则窗口大小为

3. 客户端C和S之间建立一个TCP连接，该连接总是以1KB的最大段长发送TCP段，C有足够数据发送，当拥塞窗口为32KB时，收到了三个重复的ACK报文，如果接下来4个RTT时间内TCP段的传输是成功的，那么在当四个RTT时间内发送的TCP段都得到ACK，拥塞窗口大小是多少？采用了怎样的拥塞机制？

解析： （P234-P235）有题干可知MSS=1KB，当收到3个重复确认时，就知道接收方确实没有收到最近发的那个报文段，立即使用 快重传 ，此时不是用慢启动而是使用 快恢复 算法，接下来的 第一个rtt ，发送放调整门限ssthresh = cwnd /2 = 32/2 = 16KB,于此同时设置拥塞窗口cwnd = ssthresh = 16KB。之后并开始执行 拥塞避免算法 ，因此接下来的连续 3个rtt 都是连续加法增大，因此最终拥塞窗口cwnd = 16+3*MSS = 19KB

因此该拥塞机制过程为： 快重传 → 快恢复 → 拥塞避免

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书名：计算机网络（第7版）

作者：谢希仁

豆瓣评分：8.8

出版社：电子工业出版社

出版年份：2017-1

页数：464

内容简介：

本书自1989年首次出版以来，曾于1994年、1999年、2003年、2008年和2013年分别出了修订版。在2006年本书通过了教育部的评审，被纳入普通高等教育“十一五”国家级规划教材；2008年出版的第5版获得了教育部2009年精品教材称号。2013年出版的第6版是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。

目前2017年发行的第7版又在第6版的基础上进行了一些修订。 全书分为9章，比较全面系统地介绍了计算机网络的发展和原理体系结构、物理层、数据链路层（包括局域网）、网络层、运输层、应用层、网络安全、互联网上的音频/视频服务，以及无线网络和移动网络等内容。各章均附有习题（附录A给出了部分习题的答案和提示）。

本书的特点是概念准确、论述严谨、内容新颖、图文并茂，突出基本原理和基本概念的阐述，同时力图反映计算机网络的一些最新发展。本书可供电气信息类和计算机类专业的大学本科生和研究生使用，对从事计算机网络工作的工程技术人员也有参考价值。

作者简介：

谢希仁，解放军理工大学指挥自动化学院，教授，博士生导师。主要学术成果有：1986年完成总参通信部局域网办公系统项目；1987年在《电子学报》发表“分组话音通信新进展”；为国内首次介绍分组数据通信；1991年完成国家自然科学基金项目“分组交换的话音数据通信系统”项目。1999年完成第一个军用卫星通信系统网管中心的研制任务及“金桥网网管技术”项目等。上述科研项目分别获得国家、军队和部级奖项。着有：《计算机网络》第1至第7版（“十一五国家级规划教材”），曾两次获得国家级优秀教材奖，成为高校最受读者欢迎的本国计算机网络教材。

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⑷ 谢希仁计算机网络答案

答：a=τ/T0=τC/L=100÷（2×108）×1×109/L=500/L，信道最大利用率Smax =1/（1+4.44a），最大吞吐量Tmax=Smax×1Gbit/s帧长512字节时，a=500/（512×8）=0.122， Smax =0.6486，Tmax=648.6 Mbit/s帧长1500字节时，a=500/（1500×8）=0.0417，Smax =0.8438 ，Tmax=843.8 Mbit/s帧长64000字节时,a=500/（64000×8）=0.000977,Smax =0.9957，Tmax=995.7 Mbit/s可见，在端到端传播时延和数据发送率一定的情况下，帧长度越大，信道利用率越大，信道的最大吞吐量月越大。

⑸ 计算机网络第四章（网络层）

4.1、网络层概述

简介

网络层的主要任务是 实现网络互连 ，进而 实现数据包在各网络之间的传输

这些异构型网络N1~N7如果只是需要各自内部通信，他们只要实现各自的物理层和数据链路层即可

但是如果要将这些异构型网络互连起来，形成一个更大的互联网，就需要实现网络层设备路由器

有时为了简单起见，可以不用画出这些网络，图中N1~N7，而将他们看做是一条链路即可

要实现网络层任务，需要解决一下主要问题：

网络层向运输层提供怎样的服务（“可靠传输”还是“不可靠传输”）

在数据链路层那课讲过的可靠传输，详情可以看那边的笔记：网络层对以下的 分组丢失 、 分组失序 、 分组重复 的传输错误采取措施，使得接收方能正确接受发送方发送的数据，就是 可靠传输 ，反之，如果什么措施也不采取，则是 不可靠传输

网络层寻址问题

路由选择问题

路由器收到数据后，是依据什么来决定将数据包从自己的哪个接口转发出去？

依据数据包的目的地址和路由器中的路由表

但在实际当中，路由器是怎样知道这些路由记录？

由用户或网络管理员进行人工配置，这种方法只适用于规模较小且网络拓扑不改变的小型互联网

另一种是实现各种路由选择协议，由路由器执行路由选择协议中所规定的路由选择算法，而自动得出路由表中的路有记录，这种方法更适合规模较大且网络拓扑经常改变的大型互联网

补充 网络层（网际层） 除了 IP协议 外，还有之前介绍过的 地址解析协议ARP ，还有 网际控制报文协议ICMP ， 网际组管理协议IGMP

总结

4.2、网络层提供的两种服务

在计算机网络领域，网络层应该向运输层提供怎样的服务（“ 面向连接 ”还是“ 无连接 ”）曾引起了长期的争论。

争论焦点的实质就是： 在计算机通信中，可靠交付应当由谁来负责 ？是 网络 还是 端系统 ？

面向连接的虚电路服务

一种观点：让网络负责可靠交付

这种观点认为，应借助于电信网的成功经验，让网络负责可靠交付，计算机网络应模仿电信网络，使用 面向连接 的通信方式。

通信之前先建立 虚电路 (Virtual Circuit)，以保证双方通信所需的一切网络资源。

如果再使用可靠传输的网络协议，就可使所发送的分组无差错按序到达终点，不丢失、不重复。

发送方 发送给 接收方 的所有分组都沿着同一条虚电路传送

虚电路表示这只是一条逻辑上的连接，分组都沿着这条逻辑连接按照存储转发方式传送，而并不是真正建立了一条物理连接。

请注意，电路交换的电话通信是先建立了一条真正的连接。

因此分组交换的虚连接和电路交换的连接只是类似，但并不完全一样

无连接的数据报服务

另一种观点：网络提供数据报服务

互联网的先驱者提出了一种崭新的网络设计思路。

网络层向上只提供简单灵活的、 无连接的 、 尽最大努力交付 的 数据报服务 。

网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个分组（即 IP 数据报）独立发送，与其前后的分组无关（不进行编号）。

网络层不提供服务质量的承诺 。即所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序（不按序到达终点），当然也不保证分组传送的时限。

发送方 发送给 接收方 的分组可能沿着不同路径传送

尽最大努力交付

如果主机（即端系统）中的进程之间的通信需要是可靠的，那么就由网络的 主机中的运输层负责可靠交付（包括差错处理、流量控制等） 。

采用这种设计思路的好处是 ：网络的造价大大降低，运行方式灵活，能够适应多种应用。

互连网能够发展到今日的规模，充分证明了当初采用这种设计思路的正确性。

虚电路服务与数据报服务的对比

对比的方面 虚电路服务 数据报服务

思路 可靠通信应当由网络来保证 可靠通信应当由用户主机来保证

连接的建立 必须有 不需要

终点地址 仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号 每个分组都有终点的完整地址

分组的转发 属于同一条虚电路的分组均按照同一路由进行转发 每个分组独立选择路由进行转发

当结点出故障时 所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作 出故障的结点可能会丢失分组，一些路由可能会发生变化

分组的顺序 总是按发送顺序到达终点 到达终点时不一定按发送顺序

端到端的差错处理和流量控制 可以由网络负责，也可以由用户主机负责 由用户主机负责

4.3、IPv4

概述

分类编制的IPv4地址

简介

每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是 网络号 net-id ，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是 主机号 host-id ，它标志该主机（或路由器）。

主机号在它前面的网络号所指明的网络范围内必须是唯一的。

由此可见， 一个 IP 地址在整个互联网范围内是唯一的 。

A类地址

B类地址

C类地址

练习

总结

IP 地址的指派范围

一般不使用的特殊的 IP 地址

IP 地址的一些重要特点

(1) IP 地址是一种分等级的地址结构 。分两个等级的好处是：

第一 ，IP 地址管理机构在分配 IP 地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了 IP 地址的管理。

第二 ，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路由表所占的存储空间。

(2) 实际上 IP 地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口 。

当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的 IP 地址，其网络号 net-id 必须是不同的。这种主机称为 多归属主机 (multihomed host)。

由于一个路由器至少应当连接到两个网络（这样它才能将 IP 数据报从一个网络转发到另一个网络），因此 一个路由器至少应当有两个不同的 IP 地址 。

(3) 用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络 ，因此这些局域网都具有同样的网络号 net-id。

(4) 所有分配到网络号 net-id 的网络，无论是范围很小的局域网，还是可能覆盖很大地理范围的广域网，都是平等的。

划分子网的IPv4地址

为什么要划分子网

在 ARPANET 的早期，IP 地址的设计确实不够合理：

IP 地址空间的利用率有时很低。

给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。

两级的 IP 地址不够灵活。

如果想要将原来的网络划分成三个独立的网路

所以是否可以从主机号部分借用一部分作为子网号

但是如果未在图中标记子网号部分，那么我们和计算机又如何知道分类地址中主机号有多少比特被用作子网号了呢？

所以就有了划分子网的工具： 子网掩码

从 1985 年起在 IP 地址中又增加了一个“ 子网号字段 ”，使两级的 IP 地址变成为 三级的 IP 地址 。

这种做法叫做 划分子网 (subnetting) 。

划分子网已成为互联网的正式标准协议。

如何划分子网

基本思路

划分子网纯属一个 单位内部的事情 。单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。

从主机号 借用 若干个位作为 子网号 subnet-id，而主机号 host-id 也就相应减少了若干个位。

凡是从其他网络发送给本单位某个主机的 IP 数据报，仍然是根据 IP 数据报的 目的网络号 net-id，先找到连接在本单位网络上的路由器。

然后 此路由器 在收到 IP 数据报后，再按 目的网络号 net-id 和 子网号 subnet-id 找到目的子网。

最后就将 IP 数据报直接交付目的主机。

划分为三个子网后对外仍是一个网络

优点

1.  减少了 IP 地址的浪费        2.  使网络的组织更加灵活        3.  更便于维护和管理

划分子网纯属一个单位内部的事情，对外部网络透明 ，对外仍然表现为没有划分子网的一个网络。

子网掩码

(IP 地址) AND (子网掩码) = 网络地址 重要，下面很多相关知识都会用到

举例

例子1

例子2

默认子网掩码

总结

子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性。

路由器在和相邻路由器交换路由信息时，必须把自己所在网络（或子网）的子网掩码告诉相邻路由器。

路由器的路由表中的每一个项目，除了要给出目的网络地址外，还必须同时给出该网络的子网掩码。

若一个路由器连接在两个子网上，就拥有两个网络地址和两个子网掩码。

无分类编址的IPv4地址

为什么使用无分类编址

无分类域间路由选择 CIDR (Classless Inter-Domain Routing)。

CIDR 最主要的特点

CIDR使用各种长度的“ 网络前缀 ”(network-prefix)来代替分类地址中的网络号和子网号。

IP 地址从三级编址（使用子网掩码）又回到了两级编址 。

如何使用无分类编址

举例

路由聚合（构造超网）

总结

IPv4地址的应用规划

给定一个IPv4地址快，如何将其划分成几个更小的地址块，并将这些地址块分配给互联网中不同网络，进而可以给各网络中的主机和路由器接口分配IPv4地址

定长的子网掩码FLSM（Fixed Length Subnet Mask）

划分子网的IPv4就是定长的子网掩码

举例

通过上面步骤分析，就可以从子网1 ~ 8中任选5个分配给左图中的N1 ~ N5

采用定长的子网掩码划分，只能划分出2^n个子网，其中n是从主机号部分借用的用来作为子网号的比特数量，每个子网所分配的IP地址数量相同

但是也因为每个子网所分配的IP地址数量相同，不够灵活，容易造成IP地址的浪费

变长的子网掩码VLSM（Variable Length Subnet Mask）

无分类编址的IPv4就是变长的子网掩码

举例

4.4、IP数据报的发送和转发过程

举例

源主机如何知道目的主机是否与自己在同一个网络中，是直接交付，还是间接交付？

可以通过 目的地址IP 和 源地址的子网掩码 进行 逻辑与运算 得到 目的网络地址

如果 目的网络地址 和 源网络地址 相同 ，就是 在同一个网络 中，属于 直接交付

如果 目的网络地址 和 源网络地址 不相同 ，就 不在同一个网络 中，属于 间接交付 ，传输给主机所在网络的 默认网关 （路由器——下图会讲解）,由默认网关帮忙转发

主机C如何知道路由器R的存在？

用户为了让本网络中的主机能和其他网络中的主机进行通信，就必须给其指定本网络的一个路由器的接口，由该路由器帮忙进行转发，所指定的路由器，也被称为 默认网关

例如。路由器的接口0的IP地址192.168.0.128做为左边网络的默认网关

主机A会将该IP数据报传输给自己的默认网关，也就是图中所示的路由器接口0

路由器收到IP数据报后如何转发？

检查IP数据报首部是否出错：

若出错，则直接丢弃该IP数据报并通告源主机

若没有出错，则进行转发

根据IP数据报的目的地址在路由表中查找匹配的条目：

若找到匹配的条目，则转发给条目中指示的吓一跳

若找不到，则丢弃该数据报并通告源主机

假设IP数据报首部没有出错，路由器取出IP数据报首部各地址字段的值

接下来路由器对该IP数据报进行查表转发

逐条检查路由条目，将目的地址与路由条目中的地址掩码进行逻辑与运算得到目的网络地址，然后与路由条目中的目的网络进行比较，如果相同，则这条路由条目就是匹配的路由条目，按照它的下一条指示，图中所示的也就是接口1转发该IP数据报

路由器是隔离广播域的

4.5、静态路由配置及其可能产生的路由环路问题

概念

多种情况举例

静态路由配置

举例

默认路由

举例

默认路由可以被所有网络匹配，但路由匹配有优先级，默认路由是优先级最低的

特定主机路由

举例

有时候，我们可以给路由器添加针对某个主机的特定主机路由条目

一般用于网络管理人员对网络的管理和测试

多条路由可选，匹配路由最具体的

静态路由配置错误导致路由环路

举例

假设将R2的路由表中第三条目录配置错了下一跳

这导致R2和R3之间产生了路由环路

聚合了不存在的网络而导致路由环路

举例

正常情况

错误情况

解决方法

黑洞路由的下一跳为null0，这是路由器内部的虚拟接口，IP数据报进入它后就被丢弃

网络故障而导致路由环路

举例

解决方法

添加故障的网络为黑洞路由

假设。一段时间后故障网络恢复了

R1又自动地得出了其接口0的直连网络的路由条目

针对该网络的黑洞网络会自动失效

如果又故障

则生效该网络的黑洞网络

总结

4.6、路由选择协议

概述

因特网所采用的路由选择协议的主要特点

因特网采用分层次的路由选择协议

自治系统 AS ：在单一的技术管理下的一组路由器，而这些路由器使用一种 AS 内部的路由选择协议和共同的度量以确定分组在该 AS 内的路由，同时还使用一种 AS 之间的路由选择协议用以确定分组在 AS之间的路由。

自治系统之间的路由选择简称为域间路由选择，自治系统内部的路由选择简称为域内路由选择

域间路由选择使用外部网关协议EGP这个类别的路由选择协议

域内路由选择使用内部网关协议IGP这个类别的路由选择协议

网关协议 的名称可称为 路由协议

常见的路由选择协议

⑹ 计算机网络第七版课后习题4-54，请大神帮帮忙，尽可能的详细点😊

N1 120台主机，2的7次方减2为126。也就是说主机位至少要七位。同理。60的话，要留6位。10位的话，要至少留4位。而你的ip是24位的，就给你规划只剩下8位。所以很明显，你N1掩码必须是/25的。这个能理解呢

⑺ 计算机网络谢希仁编着的第六版第四章课后习题答案

第4 章 网络层
4-01网络层向上提供的服务有哪两种？试比较其优缺点。
答案：虚电路服务和数据报服务。
虚电路的优点：虚电路服务是面向连接的，网络能够保证分组总是按照发送顺序到达目的站，且不丢失、不重复，提供可靠的端到端数据传输；目的站地址仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号，使分组的控制信息部分的比特数减少，减少了额外开销；端到端的差错处理和流量控制可以由分组交换网负责，也可以由用户机负责。虚电路服务适用于通信信息量大、速率要求高、传输可靠性要求高的场合。
虚电路的缺点：虚电路服务必须建立连接；属于同一条虚电路的分组总是按照同一路由进行转发；当结点发生故障时，所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作。
数据报的优点：数据报服务不需要建立连接；每个分组独立选择路由进行转发，当某个结点发生故障时，后续的分组可以另选路由，因而提高了通信的可靠性。数据报服务的灵活性好，适用于传输可靠性要求不高、通信子网负载不均衡、需要选择最佳路径的场合。
数据报的缺点：数据报服务是面向无连接的，到达目的站时不一定按发送顺序，传输中的分组可能丢失和重复，提供面向无连接的、不可靠的数据传输；每个分组都要有目的站的全地址；当网络发生故障是，出故障的结点可能会丢失数据，一些路由可能会发生变化；端到端的差错处理和流量控制只由主机负责。

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