发布时间 : 星期六 文章计算机网络课后习题答案谢希仁第五版更新完毕开始阅读
4-19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：网桥的每个端口与一个网段相连，网桥从端口接收网段上传送的各种帧。每当收到一个帧时，就先暂存在其缓冲中。若此帧未出现差错，且欲发往的目的站MAC地址属于另一网段，则通过查找站表，将收到的帧送往对应的端口转发出去。若该帧出现差错，则丢弃此帧。网桥过滤了通信量，扩大了物理范围，提高了可靠性，可互连不同物理层、不同MAC子层和不同速率的局域网。但同时也增加了时延，对用户太多和通信量太大的局域网不适合。
网桥与转发器不同，（1）网桥工作在数据链路层，而转发器工作在物理层；（2）网桥不像转发器转发所有的帧，而是只转发未出现差错，且目的站属于另一网络的帧或广播帧；（3）转发器转发一帧时不用检测传输媒体，而网桥在转发一帧前必须执行CSMA/CD算法；（4）网桥和转发器都有扩展局域网的作用，但网桥还能提高局域网的效率并连接不同MAC子层和不同速率局域网的作用。
以太网交换机通常有十几个端口，而网桥一般只有2-4个端口；它们都工作在数据链路层；网桥的端口一般连接到局域网，而以太网的每个接口都直接与主机相连，交换机允许多对计算机间能同时通信，而网桥允许每个网段上的计算机同时通信。所以实质上以太网交换机是一个多端口的网桥，连到交换机上的每台计算机就像连到网桥的一个局域网段上。网桥采用存储转发方式进行转发，而以太网交换机还可采用直通方式转发。以太网交换机采用了专用的交换机构芯片，转发速度比网桥快。
4-23现有五个站分别连接在三个局域网上，并且用两个透明网桥连接起来，如下图所示。每一个网桥的两个端口号都标明在图上。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，即H1发送给H5，H3发送给H2，H4发送给H3，H2发送给H1。试将有关数据填写在下表中
B11H1H2B22H312H4H5MAC1解：
MAC2MAC3MAC4MAC5
网桥1的转发表 发送的帧 站地址 H1?H5 H3?H2 MAC1 MAC3 端口 1 2 网桥2的转发表 站地址 MAC1 MAC3 端口 1 1 网桥2的处理 网桥1的处理 （转发？丢弃？登（转发？丢弃？登记？） 记？） 转发，写入转发表 转发，写入转发表 转发，写入转发表 转发，写入转发表 H4?H3 H2?H1
MAC4 MAC2 2 1 MAC4 2 写入转发表，丢弃不转发 写入转发表，丢弃不转发 转发，写入转发表 接收不到这个帧 第五章 广域网
5-01试从多个方面比较虚电路和数据报这两种服务的优缺点。
答：虚电路服务和数据报服务的区别可由下表归纳： 对比的方面 连接的建立 目的站地址 虚电路 必须有 仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号 路由选择 在虚电路连接建立时进行，所有分组均按同一路由 当路由器出故障 所有通过了出故障的路由器的虚电路均不能工作 分组的顺序 端到端的差错处理 总是按发送顺序到达目的站 由通信子网负责 出故障的路由器可能会丢失分组，一些路由可能会发生变化 到达目的站时可能不按发送顺序 由主机负责 由主机负责 每个分组独立选择路由 数据报 不要 每个分组都有目的站的全地址 端到端的流量控制 由通信子网负责
从占用通信子网资源方面看：虚电路服务将占用结点交换机的存储空间，而数据报服务对每个 其完整的目标地址独立选径，如果传送大量短的分组，数据头部分远大于数据部分，则会浪费带宽。
从时间开销方面看：虚电路服务有创建连接的时间开销，对传送小量的短分组，显得很浪费；而数据报服务决定分组的去向过程很复杂，对每个分组都有分析时间的开销。
从拥塞避免方面看：虚电路服务因连接起来的资源可以预留下来，一旦分组到达，所需的带宽和结点交换机的容量便已具有，因此有一些避免拥塞的优势。而数据报服务则很困难。
从健壮性方面看：通信线路的故障对虚电路服务是致命的因素，但对数据报服务则容易通过调整路由得到补偿。因此虚电路服务更脆弱。
5-03设有一分组交换网。若使用虚电路，则每一分组必须有3字节的分组首部，
而每个网络结点必须为虚电路保留8字节的存储空间来识别虚电路。但若使用数据报，则每个分组需有15字节的分组首部，而结点就不需要保留转发表的存储空间。设每段链路每传1MB需0.01元。购买结点
存储器的代价为每字节0.01元，而存储器的寿命为2年工作时间（每周工作40小时）。假定一条虚电路的每次平均时间为1000s，而在此时间内发送200分组，每个分组平均要经过4段链路。试问采用哪种方案（虚电路或数据报）更为经济？相差多少？
答：每个分组经过4段链路意味链路上包括5个分组交换机。 虚电路实现方案：需在1000秒内固定分配5×8=40bytes存储空间，
存储器使用的时间是2年，即2×52×40×3600=1.5×10sec 每字节每秒的费用=0.01/（1.5×10）=6.7×10元
-10
7
-10
7
总费用，即1000秒40字节的费用=1000×40×6.7×10=2.7×10元
数据报实现方案：比上述虚电路实现方案需多传(15-3)×4×200=9600bytes， 每字节每链路的费用=0.01/10=10元
总费用，即9600字节每链路的费用=9600×10=9.6×10元
9.6-2.7=6.9毫分
可见，本题中采用虚电路实现方案更为经济，在1000秒的时间内便宜6.9毫分。
5-03假定分组交换网中所有结点的处理机和主机均正常工作，所有的软件也正常无误。试问一个分组是否可能被投送到错误的目的结点（不管这个概率有多小？）
如果一个网络中所有链路的数据链路层协议都能正确工作，试问从源结点到目的结点之间的端到端通信是否一定也是可靠的（见5-11）？
答：有可能。大的突发噪声可能破坏分组。使用k位的效验和，差错仍然有2的概率被漏检。如果分组的目的地址字段或虚电路的标识号被改变，分组会被投递到错误的目的地，并可能被接收为正确的分组。换句话说，偶然的突发噪声可能把送往一个目的地的完全合法的分组改变成送往另一个目的地的也是完全合法的分组。
即使所有的数据链路层协议都工作正常，端到端的通信不一定可靠。（见5-11） 5-04广域网中的主机为什么采用层次结构方式进行编址？
答：层次结构方式进行编址就是把一个用二进制数表示的主机地址分为前后两部分。前一部分的二进制数表示该主机所连接的分组交换机的编号，而后一部分的二进制数表示所连接的分组交换机的端口号，或主机的编号。采用两个层次的编址方案可使转发分组时只根据分组和第一部分的地址（交换机号），即在进行分组转发时，只根据收到的分组的主机地址中的交换机号。只有当分组到达与目的主机相连的结点交换机时，交换机才检查第二部分地址（主机号），并通过合适的低速端口将分组交给目的主机。采用这种方案可以减小转发表的长度，从而减少了查找转发表的时间。
5-05一个数据报分组交换网允许各结点在必要时将收到的分组丢弃。设结点丢弃一个分组的概率为p。现
-k
-8
-5
6
-8
-5
有一个主机经过两个网络结点与另一个主机以数据报方式通信，因此两个主机之间要经过3段链路。当传送数据报时，只要任何一个结点丢弃分组，则源点主机最终将重传此分组。试问： （1）每一个分组在一次传输过程中平均经过几段链路？ （2）每一个分组平均要传送几次？
（3）目的主机每收到一个分组，连同该分组在传输时被丢弃的传输，平均需要经过几段链路？ 答：（1）从源主机发送的每个分组可能走1段链路（主机-结点）、2段链路（主机-结点-结点）或3段链路（主机-结点-结点-主机）。 走1段链路的概率是p， 走2段链路的概率是p（1-p）， 走3段链路的概率是（1-p）
则，一个分组平均通路长度的期望值是这3个概率的加权和，即等于
L=1×p＋2×p（1-p）＋3×（1-p）= p-3 p+3
注意，当p=0时，平均经过3段链路，当p=1时，平均经过1段链路，当0 因此每个分组平均传送次数T=α＋2α（1-α）＋3α（1-α）＋ =［α/（1-α）］［（1-α）＋2（1-α）＋3（1-α）＋……］ 因为 ∞ ∑ kq = q/（1-q） k=1 所以 T=［α/（1-α）］×（1-α）/［1-（1-α）］ =1/α=1/（1-p） 2 2 k 2 2 3 2 22 2 2 2 2 （3）每个接收到的分组平均经过的链路数H H=L×T=（p-3 p+3）/（1-p） 2 2 5-06一个分组交换网其内部采用虚电路服务，沿虚电路共有n个结点交换机，在交换机中每一个方向设有一个缓存，可存放一个分组。在交换机之间采用停止等待协议，并采用以下措施进行拥塞控制。结点交换机在收到分组后要发回确认，但条件是：①接收端已成功收到了该分组；②有空闲的缓存。设发送一个分组需T秒（数据或确认），传输的差错可忽略不计，主机和结点交换机之间的数据传输时延也可忽略不计。试问：交付给目的主机的速率最快为多少？