计算机网络第五章

第五章 网络层

5.1 网络层设计问题

网络层任务：存储转发数据包交换，向传输层提供服务。 围绕这一任务，在设计网络层时，Internet社团与电话公司为代表的社团展开了争论，Internet社团认为：网络应该是不可靠的，错误控制与流量控制均应该由主机完成，电话公司阵营任务：网络应该是可靠的，面向连接的服务。 无连接服务的实现：IP(internet Protocol)是整个Internet的基础，每个数据包携带一个目标的IP地址，路由器使用该地址来单独转发每一个数据包。

面向连接服务的实现：存在一个重要过程标签交换(label switching)。例子：多协议标签交换(MPLS, Multi Protocol Label Switching)，主要用于Internet的ISP网络，MPLS往往对客户是隐藏的，ISP用它来为超大流量建立长期的连接。

注：没有绝对一说，中庸之道是很有道理的，什么东东都会有用武之地，不要那么极端嘛！

5.2 路由算法

路由算法是网络层的重中之重，（在书中的第一部分就说了，本章关注的就是算法，所以我还买了一本《算法导论》），它是网络层软件的一部分，它负责确定一个入境数据包应该被发到哪个输出线路上，因

第5章

运输层

本章主要内容5.1 ~5.3 运输层协议概述 5.4 可靠传输的工作原理 ——停止等待、连续ARQ协议 5.5 TCP 报文段的首部格式 5.6 TCP 可靠传输的实现——滑动窗口 5.7 TCP的流量控制 5.8 TCP 的拥塞控制 5.9 TCP 的运输连接管理

?问题

为什么需要运输层？到底谁在通信,―端到端”指的是谁 运输层应该做什么？面向连接、可靠传输

连接的建立与释放 可靠传输 流量控制 拥塞控制

怎么做的？封装、协议

三次握手 停止等待、ARQ、窗口 滑动窗口 拥塞控制算法

应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层

5.1 概述

物理层、链路层、网络层解决了主机到主 机间的通信问题； 实际上，通信的主体是应用进程。进程(Process)是程序在计算机上的一次执行活动。 是操作系统进行资源分配的单位。 例如

主机 A AP1 AP2 路由器 1 LAN1 路由器 2

主机 B

WAN网络层协议的作用范围 运输层协议的作用范围

LAN2

AP3 AP4

5.1.1进程之间的通信运输层为相互通信的应用进程提供了 逻辑通信 ——端到端通信AP1 AP 2 应用进程 端口 运输层 应用进程 端口

5 4 3 2 1

AP3

（答案仅供参考如有不对请自己加以思考）

第五章

传输层

一、 习题

1. 在TCP协议中，采用（A ）来区分不同的应用进程。

A.端口号 B.IP地址 C.协议类型 D.MAC地址

2．下面信息中（ B）包含在TCP首部中而不包含在UDP首部中。 A.目标端口号 B.序号 C．源端口号 D.校验号

3.在TCP/IP模型中，传输层的主要作用是在互联网络的源主机和目的主机对等实体之间建立用于会话的（ C）。

A.点到点连接 B.操作链接 C.端到端连接 D.控制连接

4.在TCP/IP网络中，为各种公共服务保留的端口号范围是（ B）。 A．1-255 B.0-1023 C.1-1024 D.1-65535

5.假设某应用程序每秒产生一个60B的数据块，每个数据块被封装在一个TCP报文中，然后在封装到一个IP数据报中。那么最后每个数据报所含有的应用数据所占的百分比是（注意：TCP报文和IP数据报的首部没有附加字段。）（C）

A.20% B.40% C.60% D.80%

6.如果用户程序使用UDP协议进行数据传输，那么

第五章历年试题汇总

一、选择题 2008.4

7．预防拥塞的分组丢弃策略用于（ ） A．网络层 C．数据链路层

B．传输层 D．表示层

8．用于实现网络物理层互连的设备是（ ） A．网桥 C．路由器

B．转发器 D．网关

17．开放最短路径优先协议OSPF采用的路由算法是（ ） A．静态路由算法 C．链路状态路由算法

B．距离矢量路由算法 D．逆向路由算法

18．下列关于网络互连设备的正确描述是（ ） A．中继器和网桥都具备纠错功能 C．网桥不具备路由选择功能

B．路由器和网关都具备协议转换功能 D．网关是数据链路层的互连设备

21．下列关于虚电路方式中路由选择的正确说法是（ ） A．分组传送时不进行路由选择

B．分组传送时只在建立虚电路时进行路由选择 C．建立连接和传送分组时进行路由选择 D．只在传送每个分组时进行路由选择

22．适合高强壮性要求场合的路由选择策略是（ ） A．泛射路由选择 C．基于流量的路由选择

2008.7

8．IPv6把IP地址长度增加到了（ ） A．32比特 C．128比特

B．64比特 D．256比特

B．最短路由选择 D．随机路由选择

2009.4

9.路由选择包括的两个基本

1

《计算机网络》课后习题答案

第一章概述

1-1 计算机网络向用户可以提供哪些服务？

答：计算机网络向用户提供的最重要的功能有两个，连通性和共享。

1-2 试简述分组交换的特点

答：分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。它兼有电路交换和报文交换的优点。分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据——分组。每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。

1-3 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。

答：（1）电路交换电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，独占一条物理线

路。当交换机完成接续，对方收到发起端的信号，双方即可进行通信。在整个通信过程中双方一直占用该电路。它的特点是实时性强，时延小，交换设备成本较低。但同时也带来线路利用率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端用户之间不能通信等缺点。电路交换比较适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户之间的通信。

（2）报文交换

1. 第四章

1.文件传输、远程登录、视频点播需要使用面向连接的服务。信用卡核对及其他销售终端，电子资金转账和其他远程数据库接口最好使用无连接服务

2.虚电路网络需要具备这样的能力，因为路由连接的建立需要数据包从从任意源头到任意目的能力。

3.需要通过协商给出窗口大小，最大包长，速率和定时值等参数

4.有可能，噪声干扰会篡改数据包。如果使用k位的校验，也有可能出现2^(-k)的错误，导致错误无法检测。如果目的地址或者虚电路号被改变，数据包可能被传送到错误的目的地。 5.使用最短路径算法找到一条路径。然后移除所有刚才已找到的路径的参数，然后再次运行最短路径。第二条路径不存在与刚才第一条路径重合的部分。当然即使两条路径都存在，这个算法也有失败的可能，所以算法的最大溢出值需要被使用。

6.解析：B的矢量(5,0,8,12,16,2)代表从B到ABCDEF的成本，所以

C通过B到达其他节点的成本(11,6,14,18,12,8)，计算方法每个值加上B C的成本 通过D (19,15,9,3,9,10) 通过E(12,11,8,14,5,9)

其中到达除了到达自身的链路成本为0，其他值选出三个表对应位置最小的值为(11,6,0,3,5,8) 出去的线路

《计算机网络技术》复习题

一、单选题

1、OSI参考模型__________层负责二进制传输。 A、传输 B、表示 C、物理 D、应用 2、不属于分组交换的特点的是__________

A、节点需要有很大的外存 B、节点暂时存储的是一个个分组 C、分组暂时保存在节点的内存中 D、分组交换将采用动态分配策略 3、TCP/IP协议是通过 方式实现主机间的通过连接的。

A、通过主机名 B、通过IP地址

C、通过MAC地址 D、通过物理地址

4、当数据从计算机A传送到计算机B时,不参与数据封装工作的是________。

A、物理层 B、数据链路层 C、应用层 D、表示层

5、集中式拓扑结构网络中的信息必须通过中心处理设备，它是_________结构_ A、总线型 B、环型 C、星型 D、网型 6、数据报和虚电路属于________。

A、线路交换 B、报文交换 C、分组交换 D、信元交换 7、使用ipconfig命令可以显示当前的TCP/IP配置，但是

一、术语辨析

1.WSN:将无线自组网与传感器技术组合的网络；

2.Iot：实现人与人、人与物、物与物之间信息交换的网络； 3.网络体系结构：网络层次结构模型与各层协议的集合； 4.网络协议：为网络数据交换制定的通信规则、约定与标准 5.网络层：实现路由选择的层次；

6.应用层：实现应用程序之间通信过程控制的层次； 7.频带传输：在模拟信道上传输数字数据信号的方法

8.ADSL:通过电话线路，并且上、下信道带宽是不对称的接入方法； 9.波特率：每秒钟载波调制状态改变次数；

10.基带传输：在数字信道上直接传送基带信号的方法； 11.比特率：每秒传送的构成代码二进制比特数，单位是bps;

12.透明传输：数据链路层保证帧中的二进制比特的组合不受任何限制的能力； 13.纠错码：能够自动纠正传输差错的编码；

14.误码率：二进制比特序列在数据传输过程中被传错的概率； 15.网桥：在MAC层互联两个或两个以上局域网的设备；

16.局域网交换机：可以在多个端口之间同时建立多个并发连接的局域网设备； 17.ARP：实现IP地址与MAC地址映射功能的协议； 18.路由汇聚：用来减少路由表中路由项数量的方法； 19.UDP:无连接的、不可靠的传输层协议； 2

《计算机网络》第五版,谢希仁,电子工业出版社

第一章 概述

1-17 收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2×108m/s。试 计算以下两种情况的发送时延和传播时延：

（1） 数据长度为107bit,数据发送速率为100kb/s。

（2） 数据长度为103bit,数据发送速率为1Gb/s。

从上面的计算中可以得到什么样的结论？

解：（1）发送时延：ts=107/105=100s

传播时延tp=106/(2×108)=0.005s

（2）发送时延ts =103/109=1µs

传播时延：tp=106/(2×108)=0.005s

结论：若数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延。但 若数据长度短而发送速率高，则传播时延就可能是总时延中的主要成分。

1-19 长度为100字节的应用层数据交给传输层传送，需加上20字节的TCP首部。再交给 网络层传送，需加上20字节的IP首部。最后交给数据链路层的以太网传送，加上首部和 尾部工18字节。试求数据的传输效率。数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发 送的总数据（即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销）。

若应用层数据长度为1000

《计算机网络》第五版,谢希仁,电子工业出版社

第一章 概述

1-17 收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2×108m/s。试 计算以下两种情况的发送时延和传播时延：

（1） 数据长度为107bit,数据发送速率为100kb/s。

（2） 数据长度为103bit,数据发送速率为1Gb/s。

从上面的计算中可以得到什么样的结论？

解：（1）发送时延：ts=107/105=100s

传播时延tp=106/(2×108)=0.005s

（2）发送时延ts =103/109=1µs

传播时延：tp=106/(2×108)=0.005s

结论：若数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延。但 若数据长度短而发送速率高，则传播时延就可能是总时延中的主要成分。

1-19 长度为100字节的应用层数据交给传输层传送，需加上20字节的TCP首部。再交给 网络层传送，需加上20字节的IP首部。最后交给数据链路层的以太网传送，加上首部和 尾部工18字节。试求数据的传输效率。数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发 送的总数据（即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销）。

若应用层数据长度为1000