以太网使用了特殊的调度方法（已经不再是CSMA/CD了），使各结点的发送不发生碰撞。 3-24 假定站点A和B在同一个10Mb/s以太网网段上。这两个站点之间的传播时延为
225比特时间。现假定A开始发送一帧，并且在A发送结束之前B也发送一帧。如果A发送的是以太网所容许的最短的帧，那么A在检测到和B发生碰撞之前能否把自己的数据发送完毕？换言之，如果A在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么能否肯定A所发送的帧不会和B发送的帧发生碰撞？（提示：在计算时应当考虑到每一个以太网帧在发送到信道上时，在MAC帧前面还要增加若干字节的前同步码和帧定界符）
答：设在t=0时A开始发送，在t=（64+8）*8=576比特时间，A应当发送完毕。t=225比特时间，B就检测出A的信号。只要B在t=224比特时间之前发送数据，A在发送完毕之前就一定检测到碰撞，就能够肯定以后也不会再发送碰撞了
如果A在发送完毕之前并没有检测到碰撞，那么就能够肯定A所发送的帧不会和B发送的帧发生碰撞（当然也不会和其他站点发生碰撞）。
3-25 在上题中的站点A和B在t=0时同时发送了数据帧。当t=255比特时间，A和B同时检测到发生了碰撞，并且在t=255+48=273比特时间完成了干扰信号的传输。A和B在CSMA/CD算法中选择不同的r值退避。假定A和B选择的随机数分别是rA=0和rB=1。试问A和B各在什么时间开始重传其数据帧？A重传的数据帧在什么时间到达B？A重传的数据会不会和B重传的数据再次发生碰撞？B会不会在预定的重传时间停止发送数据？ 答：t=0时，A和B开始发送数据
T1=225比特时间,A和B都检测到碰撞（tau）
T2=273比特时间,A和B结束干扰信号的传输（T1+48） T3=594比特时间,A 开始发送（T2+Tau+rA*Tau+96） T4=785比特时间，B再次检测信道。（T4+T2+Tau+Rb*Tau）如空闲，则B在T5=881比特时
间发送数据、否则再退避。（T5=T4+96） A重传的数据在819比特时间到达B，B先检测到信道忙，因此B在预定的881比特时间停止发送
3-26 以太网上只有两个站，它们同时发送数据，产生了碰撞。于是按截断二进制指数退避算法进行重传。重传次数记为i，i=1，2，3,…..。试计算第1次重传失败的概率、第2次重传的概率、第3次重传失败的概率，以及一个站成功发送数据之前的平均重传次数I。 答：将第i次重传成功的概率记为pi。显然
第一次重传失败的概率为0.5，第二次重传失败的概率为0.25，第三次重传失败的概率为0.125.平均重传次数I=1.637
3-27 假定一个以太网上的通信量中的80%是在本局域网上进行的，而其余的20%的通信量是在本局域网和因特网之间进行的。另一个以太网的情况则反过来。这两个以太网一个使用以太网集线器，而另一个使用以太网交换机。你认为以太网交换机应当用在哪一个网络？ 答：集线器为物理层设备，模拟了总线这一共享媒介共争用，成为局域网通信容量的瓶颈。 交换机则为链路层设备，可实现透明交换 局域网通过路由器与因特网相连
当本局域网和因特网之间的通信量占主要成份时，形成集中面向路由器的数据流，使用集线器冲突较大，采用交换机能得到改善。
当本局域网内通信量占主要成份时，采用交换机改善对外流量不明显
3-28 有10个站连接到以太网上。试计算一下三种情况下每一个站所能得到的带宽。 （1）10个站都连接到一个10Mb/s以太网集线器； （2）10个站都连接到一个100Mb/s以太网集线器；
（3）10个站都连接到一个10Mb/s以太网交换机。
答:（1）10个站都连接到一个10Mb/s以太网集线器：10mbs
（2）10个站都连接到一个100mb/s以太网集线器：100mbs （3）10个站都连接到一个10mb/s以太网交换机：10mbs
3-29 10Mb/s以太网升级到100Mb/s、1Gb/S和10Gb/s时，都需要解决哪些技术问题？为
什么以太网能够在发展的过程中淘汰掉自己的竞争对手，并使自己的应用范围从局域网
一直扩展到城域网和广域网？
答：技术问题：使参数a保持为较小的数值，可通过减小最大电缆长度或增大帧的最小 长度
在100mb/s的以太网中采用的方法是保持最短帧长不变，但将一个网段的最大
电缆的度减小到100m，帧间时间间隔从原来9.6微秒改为现在的0.96微秒
吉比特以太网仍保持一个网段的最大长度为100m，但采用了“载波延伸”的方
法，使最短帧长仍为64字节（这样可以保持兼容性）、同时将争用时间增大为512字节
。并使用“分组突发”减小开销
10吉比特以太网的帧格式与10mb/s，100mb/s和1Gb/s以太网的帧格式完全相同
吉比特以太网还保留标准规定的以太网最小和最大帧长，这就使用户在将其已有的以太
网进行升级时，仍能和较低速率的以太网很方便地通信。
由于数据率很高，吉比特以太网不再使用铜线而只使用光纤作为传输媒体，它使用长距
离（超过km）的光收发器与单模光纤接口，以便能够工作在广
3-30 以太网交换机有何特点？用它怎样组成虚拟局域网？ 答：以太网交换机则为链路层设备，可实现透明交换
虚拟局域网 VLAN 是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。 这些网段具有某些共同的需求。
虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个 4 字节的标识符，称为 VLAN 标记
(tag)，用来指明发送该帧的工作站属于哪一个虚拟局域网。
3-31 网桥的工作原理和特点是什么？网桥与转发器以及以太网交换机有何异同？ 答：网桥工作在数据链路层，它根据 MAC 帧的目的地址对收到的帧进行转发。
网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧时，并不是向所有的接口转发此帧，而是先
检查此帧的目的 MAC 地址，然后再确定将该帧转发到哪一个接口 转发器工作在物理层，它仅简单地转发信号，没有过滤能力 以太网交换机则为链路层设备，可视为多端口网桥
3-32 图3-35表示有五个站点分别连接在三个局域网上，并且用网桥B1和B2连接起来
。每一个网桥都有两个接口（1和2）。在一开始，两个网桥中的转发表都是空的。以后
有以下各站向其他的站发送了数据帧：A发送给E，C发送给B，D发送给C，B发送给A。试
把有关数据填写在表3-2中。 发送的帧 B1的转发表 B2的转发表 B1的处理 （转发？丢弃？登记？） B2的处理 （转发？丢弃？登记？） 地址 接口 地址 接口 A→E A 1 A 1 转发，写入转发表 转发，写入转 发表
C→B C 2 C 1 转发，写入转发表 转发，写入转 发表
D→C D 2 D 2 写入转发表，丢弃不转发 转发，写入转 发表
B→A B 1 写入转发表，丢弃不转发 接收不到这个 帧
3-33 网桥中的转发表是用自学习算法建立的。如果有的站点总是不发送数据而仅仅
接受数据，那么在转发表中是否就没有与这样的站点相对应的项目？如果要向这个站点
发送数据帧，那么网桥能够把数据帧正确转发到目的地址吗？ 答：没有与这样的站点相对应的项目;
网桥能够利用广播把数据帧正确转发到目的地址= 第四章 网络层
1.网络层向上提供的服务有哪两种？是比较其优缺点。
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.网络互连有何实际意义？进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决？ 网络互联可扩大用户共享资源范围和更大的通信区域 进行网络互连时，需要解决共同的问题有： 不同的寻址方案 不同的最大分组长度 不同的网络接入机制 不同的超时控制 不同的差错恢复方法 不同的状态报告方法 不同的路由选择技术 不同的用户接入控制
不同的服务（面向连接服务和无连接服务） 不同的管理与控制方式
3.作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别？ 中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。 物理层中继系统：转发器(repeater)。
数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)。 网络层中继系统：路由器(router)。
网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)。 网络层以上的中继系统：网关(gateway)。
4.试简单说明下列协议的作用：IP、ARP、RARP和ICMP。
IP协议：实现网络互连。使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一
的网络。网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一，与IP协议配套使用的还有
四个协议。
ARP协议：是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。 RARP：是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。 ICMP：提供差错报告和询问报文，以提高IP数据交付成功的机会 因特网组管理协议IGMP：用于探寻、转发本局域网内的组成员关系。
5.IP地址分为几类？各如何表示？IP地址的主要特点是什么？ 分为ABCDE 5类;
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）。
各类地址的网络号字段net-id分别为1，2，3，0，0字节；主机号字段host-id分别为3
字节、2字节、1字节、4字节、4字节。 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，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。
6.试根据IP地址的规定，计算出表4-2中的各项数据。
解：1）A类网中，网络号占七个bit, 则允许用的网络数为2的7次方，为128，但是要 除去0和127的情况，所以能用的最大网络数是126，第一个网络号是1，最后一个网络号
是 126。主机号占24个bit, 则允许用的最大主机数为2的24次方，为16777216，但是也
要除 去全0和全1的情况，所以能用的最大主机数是16777214。
2） B类网中，网络号占14个bit，则能用的最大网络数为2的14次方，为16384，第 一
个网络号是128.0，因为127要用作本地软件回送测试，所以从128开始，其点后的还可
以 容纳2的8次方为256，所以以128为开始的网络号为128.0~~128.255，共256个，以此
类 推，第16384个网络号的计算方法是：16384/256=64128+64=192，则可推算出为
191.255。主机号占16个 bit, 则允许用的最大主机数为2的16次方，为65536，但是也
要除去全0和全 1的情况，所以能用的最大主机数是65534。
3）C类网中，网络号占21个bit, 则能用的网络数为2的21次方，为2097152，第一个 网
计算机网络（第五版 谢希仁）课后习题答案
