### 计算机网络(第七版)-谢希仁 第四章课后习题解析 #### 4-1. 网络层向上提供的服务有哪两种?试比较其优缺点。 **网络层**主要负责将数据包从源主机发送到目标主机。它提供了两种类型的服务: 1. **面向连接的虚电路服务**: - **定义**:在此模式下,网络层首先建立一条从源主机到目标主机的路径,并预留必要的资源以确保数据传输的质量。 - **优点**: - 提供服务质量保障,确保数据包不会出错、丢失、重复或者乱序。 - 保证了数据传输的时间限制,适用于实时应用如语音和视频通信。 - **缺点**: - 路由器需要支持复杂的资源预留机制,导致网络成本较高。 - 设置连接的过程可能会增加额外的延迟。 2. **无连接的数据报服务**: - **定义**:每条数据包独立选择传输路径,不需预先建立连接。 - **优点**: - 简化了网络设计,降低了网络成本。 - 可以适应网络变化,自动绕过故障节点。 - **缺点**: - 数据包可能会乱序、丢失,无法保证服务质量。 - 不适用于对延迟敏感的应用。 #### 4-2. 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? **网络互连**的意义在于扩大了用户可以访问的资源范围以及通信区域,使得不同类型的网络可以互联互通。但同时也带来了一系列挑战: 1. **不同的寻址方案**:每个网络都有自己的地址分配规则。 2. **不同的最大分组长度**:不同网络对数据包的最大长度有不同的限制。 3. **不同的网络接入机制**:各种网络采用不同的接入技术,如以太网、令牌环等。 4. **不同的超时控制**:超时设置不同,可能导致数据包重传机制的差异。 5. **不同的差错恢复方法**:错误检测和纠正的方法各不相同。 6. **不同的状态报告方法**:网络状态的监控和报告机制不同。 7. **不同的路由选择技术**:不同网络采用不同的路由算法。 8. **不同的用户接入控制**:安全性和认证机制各不相同。 9. **不同的服务类型**:有的网络提供面向连接的服务,有的则提供无连接服务。 10. **不同的管理与控制方式**:管理策略和控制机制存在差异。 #### 4-3. 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**主要用于连接不同的网络或设备,它们之间的主要区别在于处理数据包的层级不同: 1. **转发器**(Repeater)工作在物理层,主要用于增强信号强度。 2. **网桥**(Bridge)工作在数据链路层,可以过滤和转发帧。 3. **路由器**(Router)工作在网络层,负责在网络间转发数据包。 4. **网关**(Gateway)工作在网络层以上,用于转换协议,实现不同网络间的通信。 #### 4-4. 试简单说明下列协议的作用:IP、ARP、RARP和ICMP。 1. **IP协议**:负责在不同网络之间传递数据包,实现了网络互连。 2. **ARP协议**(Address Resolution Protocol):用于解决局域网内IP地址与硬件地址(MAC地址)之间的映射问题。 3. **RARP协议**(Reverse Address Resolution Protocol):与ARP相反,用于获取设备的IP地址。 4. **ICMP协议**(Internet Control Message Protocol):提供差错报告和查询信息,用于提高IP数据包的成功传输率。 #### 4-5. IP地址分为几类?各如何表示?IP地址的主要特点是什么? **IP地址分类**包括A、B、C、D、E五类: - A类地址:第一个字节表示网络号,后三个字节表示主机号。 - B类地址:前两个字节表示网络号,后两个字节表示主机号。 - C类地址:前三个字节表示网络号,最后一个字节表示主机号。 - D类地址:用于多播组。 - E类地址:保留用于未来扩展。 **主要特点**: 1. **分级结构**:IP地址采用分层结构,便于管理和路由。 2. **标识主机和网络**:每个IP地址都包含网络号和主机号。 3. **多归属主机**:同一台主机可以拥有多个IP地址,每个地址对应不同的网络。 4. **硬件地址与IP地址的关系**:虽然硬件地址与IP地址有关联,但它们分别在不同层处理,IP地址不直接反映主机的地理位置。 #### 4-7. 试说明IP地址与硬件地址的区别,为什么要使用这两种不同的地址? **区别**: - **IP地址**:逻辑地址,用于网络层及其以上的通信,标识主机所在的逻辑网络。 - **硬件地址**(MAC地址):物理地址,用于链路层,标识主机在网络中的物理位置。 **原因**: - IP地址提供了灵活性和可扩展性,便于管理和路由。 - 硬件地址保证了数据在物理链路上的正确传输。 #### 4-8. IP地址方案与我国的电话号码体制的主要不同点是什么? **不同点**: - **IP地址**不直接反映地理位置信息,而电话号码通常与地理位置有关。 - IP地址分为网络号和主机号两部分,而电话号码则是按照行政区划进行划分。 #### 4-9. (1)子网掩码为255.255.255.0代表什么意思? **子网掩码**255.255.255.0表示: - 对于A类地址,前8位为网络号,中间16位用于子网段的划分,最后8位为主机号。 - 对于B类地址,前16位为网络号,后16位中前面8位用于子网段的划分,最后8位为主机号。 - 对于C类地址,前24位为网络号,最后8位为主机号,子网掩码255.255.255.0表示标准的C类地址分配方式,没有进一步细分子网。 通过这些习题的解答,我们可以更深入地理解计算机网络的基本概念和技术,为后续的学习打下坚实的基础。















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